一、引言

　　在过去的几十年里，石油是能源和石油化工产品的重要来源。然而，世界世界石油储量是有限的，而且不可再生。寻求并探索替代的烃类或化石资源变得更加重要。潜在的替代石油的原料是天然气，而天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，因而实现甲烷的充分利用是实现可持续发展的最佳途径之一。我国是一个少油多气的国家，天然气资源丰富。在能源日趋紧张的今天，如果能将甲烷充分的开发利用，便能够找到一条新的可持续发展的能源之路。

　　甲烷，化学式CH₄，是天然气的主要成分，约占87%，也是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp³杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构。然而由于甲烷稳定的结构，使得其很难被氧化。而如何使甲烷更简单的被氧化产生新的物质，如烯烃、甲醇、醋酸等，是化工产催化领域中的重要难题，也是我们即将研究的方向。

　　关于甲烷的利用根据活化过程的不同，分为直接转化和间接转化。甲烷的直接转化就是将甲烷直接转化为最终的目标产物，间接转化是甲烷先转化为中间产物，再经过中间产物反应生成最终的目标产物。

二、甲烷的直接转化

　　近几十年，甲烷直接转化这种活化方式被众多的研究机构广泛研究。根据其目标产物，其主要的转化方向分为：甲烷直接制备甲醇和甲醛、甲烷氧化偶联制乙烯、甲烷无氧芳构化等内容。在此主要介绍两种转化：

　　（1）甲烷直接氧化制甲醛

　　利物浦大学的研究人员发现一种甲烷氧化的方法，可高效地 生成甲醛。这对于由甲烷生产高活性的C1分子 #8212; 特别是生产 用作运输燃料的甲醇这一目标的实现，迈出了重要的一步。

　　该方法与以前使CH4一 02混合气通过氧化镁催化剂,在高于 950K温度下制取乙烷及乙烯的研究方法类似。研究人员把混合气改变成CH4：O2：He=6:1:6的比例，并改进了流量及其他操作条件，从而使主要生成物为甲醛及CO。然而该项目科研人员认为，尽管试验结果有前途，但离工业化仍很遥远。

　　（2）甲烷氧化偶联制乙烯（OCM）