《Science》发表上科大年轻团队重大突破

上海科技大学物质科学与技术学院左智伟科研团队在光促进甲烷转化这一重要能源化工领域取得突破性进展：他们成功发展了一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化体系。这一基础研究领域的突破，解决了利用光能在室温下把甲烷一步转化为液态产品的科学难题，为甲烷转化成高附加值的化工产品（例如火箭推进剂燃料）提供了崭新和更加经济、环保的解决方案。同时，对这一高效、可持续的光促进铈催化模式的深入研究和进一步推广应用，将为我国高效利用特有的稀土金属资源提供新的思路和前景。

北京时间2018年7月27日凌晨，这一重大科研成果以“Selective functionalization of methane, ethane, and higher alkanes by ceriumphotocatalysis”为题，于国际顶尖学术期刊《科学》（Science）上在线发表。该课题由上海科技大学左智伟课题组独立完成，四位作者全部来自上科大物质学院，平均年龄不到30岁：博士后胡安华、郭婧婧为共同第一作者，2016级硕博连读研究生潘辉为第二作者，左智伟教授为通讯作者。这一研究工作得到了国家自然科学基金委（面上项目）和千人计划青年项目的资助。

天然气作为一种清洁能源和化工原料，随着近年来探明储量和开采量的不断上升，逐渐成为最具经济价值的重要自然资源之一。天然气的直接化学转化，不仅可以实现高附加值利用，还能避免天然气运输所带来的高额费用和污染。天然气中的主要化合物是甲烷，研究如何对甲烷进行直接活化，是科学上目前面临的主要挑战，也可以说是有机化学研究领域的“圣杯”。

有机化学家、中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所所长、上海科技大学副校长丁奎岭认为，“甲烷分子的碳氢键活化和官能团化是涉及能源和化工过程最基本的化学反应之一，由于甲烷分子中碳氢键的高度稳定性和弱极性，它的转化极具挑战性，通常需要高温高压等苛刻的反应条件，因此如何在温和条件下实现甲烷分子碳氢键的官能团化，被认为是化学中的‘圣杯’。左智伟团队的工作代表了甲烷转化研究中的一个新的重大突破，通过精妙的催化反应设计，利用光的促进作用，在室温下实现了甲烷分子的转化，为甲烷的资源化和高值化利用开辟了一条新的途径。”

现代光促氧化还原催化的开创者之一，美国国家科学院院士，普林斯顿大学教授David MacMillan 评价说：“左智伟团队取得了一个惊人的突破。过去十年中，光促氧化还原催化领域出现的许多研究方向都对我们的社会产生了重要的影响。这一新的研究成果又开创了一个甲烷活化的新方向，他们发展的LMCT催化方法将在医药、农业化学品和精细化工等行业中有着毋庸置疑的应用潜力。这是一个来自中国的年轻研究小组所完成的一项将在世界范围内产生广泛影响的工作，我十分期待他们的下一个突破。”

（看看新闻Knews记者：周云 实习编辑：胡欣雨）