在構建可循環社會和碳中和的背景下，本公眾號關注了利用【動物糞便→沼氣→甲酸，甲醇】的光反應試驗田項目（點擊進入），以及該試驗田中的核心技術——甲烷氧化（點擊進入）。這一期小編帶大家看一看當時的新聞採訪稿，了解研究背後的故事，以及除了甲烷氧化之外的應用。--------------分割線-------------------
A1.我們已經成功地將甲烷氣體和氧氣轉化為液體燃料甲醇和甲酸，並且不會排放二氧化碳。通過使用被稱為消毒除臭劑活性成分的二氧化氯作為反應物，在常溫常壓下，甲烷氧化的收率幾乎可以達到100%。該反應通過用光照射二氧化氯來進行，實現反應的關鍵是溶解高濃度的甲烷氣體，防止反應中間體中的活性自由基物種失活，因此使用了不會發生氧化反應的氟溶劑(圖1)。通過與水在兩相體系中進行反應，產物甲醇和甲酸在水中濃縮，在水中不發生氧化反應，因此不會因產物進一步氧化而排放二氧化碳。氧化劑是分子氧，不需要犧牲劑，而且氯化鈉是唯一的副產物(圖2中反應)，還有二氧化氯成本很低(圖2中有價格)，因此未來有望作為低成本、清潔的反應應用於各個領域。
圖1. 反應原理圖，以及實驗時的樣子
A2.甲烷是化學性質非常穩定物質，氧化甲烷需要氧化能力極其強大的氧化劑。利用甲烷低成本地製造甲醇是業界的目標，當然不能利用高成本的催化劑等。也就是說，1kg的甲醇製造成本在幾塊錢左右。這樣的話，最好的氧化劑就是空氣中的氧。但是一般常用的氧化劑是，過氧化氫或者mCPBA這樣的氧化犧牲劑。我們沒有考慮用催化劑或者是氧化犧牲劑之類的，就是專注於甲烷的氧氣氧化。
Q3.您的研究中最困難的部分是什麼？另外您是如何克服的？
A3. 在我們迄今為止的研究中，經常使用乙腈等非質子有機溶劑，但在甲烷氧化研究中，它們根本無法使用。這是因為甲烷的CH鍵還沒有斷裂呢，溶劑的CH鍵就先斷裂。這篇研究論文的作者之一的Hirose嘗試了各種溶劑，發現了用於清潔電子材料的全氟己烷(圖1，原理圖)最為合適。由於溶劑分子中沒有 CH 鍵，因此現在可以選擇性地只氧化氧化溶解的CH底物，無論使用多強的氧化劑。
圖2. 製備二氧化氯的方法，反應開始劑的成本，以及效率
A4. 在論文中，我介紹了甲烷氧氣氧化反應，這在有機化學中被認為是困難的，但我想繼續我的研究，旨在將其應用於各種化合物中去。我想繼續進行研究和開發，作為工業界和學術界之間的橋樑，目標是研發對人們有用的反應和可以實際使用的反應。（小編不禁點讚👍）A5. 進行這項研究的原因是一家公司諮詢了用作消毒除臭劑的二氧化氯為何有效。在諮詢中，二氧化氯消毒除臭已成為該領域的常識。但是，據說臭味分子會在瞬間分解，考慮到反應機制是不太可能的，但是又注意到了一些有趣的現象，進一步仔細研究導致發現甲烷的氧化氧化反應。世界上有很多信息，但我認為重要的是從遠離自己領域的地方獲取信息，將其視為自己的，並做出全新的假設。例如，如果您是一名化學家，您可能想閱讀醫學書籍。醫學上的常識在化學上往往是瘋狂的。如果你充分利用你的知識並追求這一點，毫無疑問會有新的發現（本公眾號搜羅世界各地正在發生的有趣研究成果，產業信息，並以最通俗易懂的語言傳遞給大家，讓各位的腦中實現idea的碰撞，產生新的化學反應！）。-----------------分割線-------------------
大久保團隊還開發了利用二氧化氯的表面處理技術。通過二氧化氯和光的作用，有機物表面親水性得到改善。（順便做下下期預告，關於FT-IR設備的性能提升！！！！）
圖3. 利用二氧化氯進行有機物的表面親水化處理。
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