Метан является перспективным энергетическим ресурсом для производства химических веществ с высокой добавленной стоимостью. Однако высокая симметрия и низкая поляризуемость молекулы метана затрудняет его активацию в мягких условиях. Однако недавно ученым удалось преобразовать метан в муравьиную кислоту с высокой эффективностью в мягких условиях.

Группа ученых из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) преобразовала метан в муравьиную кислоту (HCOOH) с высокой эффективностью в мягких условиях. Их исследование было опубликовано в Nano Energy.

Во время эксперимента химики обнаружили, что высокоэффективное и селективное окисление метана до HCOOH может быть достигнуто на атомно-дисперсных участках Fe (железа), ограниченных каналами ZSM-5. Реакция преобразования произошла при 80°C. Такая температура вписывается в понятие «мягких условий». Работа ученых прокладывает новый путь к преобразования метана в мягких условиях.

В то время, как метан состоит в группе основных парниковых газов Земли вместе с углекислым газом и озоном, муравьиная кислота имеет множество применений.

Муравьиная (метановая) кислота — химический реактив, относящийся к первому ряду насыщенных одноосновных кислот карбоновой группы. Эта кислота при нормальных условиях представляет собой жидкость без цвета со своеобразным резким запахом, которая хорошо смешивается с диэтиловым спиртом, этанолом и водой. Она растворима в таких средах, как бензол, глицерин, толуол и ацетон. Муравьиная кислота широко встречается в природе в свободном виде в таких растениях как хвоя, крапива, во многих фруктах и в едких выделениях муравьев и пчел.

Благодаря своему уникальному молекулярному составу муравьиная кислота обладает антибактериальными свойствами, поэтому основная сфера ее применения – пищевая промышленность (добавка E236) как антибактериальный консервирующий агент при производстве кондитерских изделий, консервированных и молочных продуктов, безалкогольных напитков, при заготовке кормов. Как и винная кислота, она способна замедлять процессы гниения и распада, поэтому обработанные ею силос, сено лучше сохраняются. В текстильной промышленности данный реагент применяется в крашении шерсти (отбеливающее вещество), при дублении кожи, а также в пчеловодстве как паразитарное средство для борьбы с клещами. В химической промышленности — в качестве растворителя в химреакциях. Данная кислота завоевала заслуженное место и в медицинской практике.

Проблема утилизации метана давно стоит перед учеными, и новый способ превращения его в муравьиную кислоту в мягких условиях не только поможет окружающей среде, но и промышленности.