江中新闻网讯（通讯员 潘玲玲 王芳）7月30日，我校副校长陈焕文教授领衔的科研团队在国际顶级学术期刊《Science Advances》上发表了题为“Ambient catalyst-free conversion of methane to methanol by water radical cations”的研究论文。该论文首次报道了在常温常压无催化剂条件下，成功实现甲烷高效转化为甲醇的突破性成果，标志着我校在基础研究领域迈出了历史性的重要一步。

　　传统甲烷转化技术需高温高压环境和过渡金属催化剂，存在能耗高、污染大等瓶颈问题。陈焕文教授团队自主设计了一套“便携式等离子体反应器”，利用特殊设计的钨针阵列（29×29网格排列，尖端精细至60微米）在温和条件下高效激活水分子，使其转化为高活性的水自由基阳离子。创新性提出利用水分子自由基阳离子簇((H₂O)₂⁺•)作为活性物质，在批量反应器中成功实现甲烷分子C–H键的高效活化并将其转化为甲醇。该研究通过高分辨质谱、核磁共振等多种先进手段验证了甲醇产物纯度（选择性>99%），并结合理论计算揭示了反应机理。这项技术相较于等离子体、热催化和光催化等传统方法，甲醇合成的能量效率高达510.0 mol/kWh，氢气为1.6 mol/kWh，甲醇合成的能效提升了500倍。同时有效避免了二氧化碳等过氧化副产物生成，原子利用效率达67%。

（图1批量反应器结构及电场模拟图）

（图2 甲醇产物的结构及表征）

　　我校为论文第一完成单位，张小平教授和苏蕊教授为论文第一作者，陈焕文教授为论文通讯作者。作为我校以第一单位发表的首篇《Science Advances》论文，充分展现了我校在交叉学科研究领域的创新能力。该研究成果为甲烷资源的高效利用及温室气体减排提供了新的解决方案，不仅从根本上解决了甲烷活化难题，同时提供了一种绿色、可持续的转化策略，将在清洁能源、甲醇经济和碳中和技术中发挥重要作用，积极推动绿色化学领域的发展。

　　（原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw0584）

稿件来源：科研处、癌症研究中心

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