甲烷是作为能源燃料和化学品能够替代原油的一种产品，在各种甲烷转化技术中，化学链甲烷转化（chemical looping methane conversion）技术能够在较低环境影响和能源损失进行高效率转化甲烷。因此人们需要深入理解如何通过氧化还原催化、表面反应、体相氧转移促进反应的性能。

有鉴于此，天津大学巩金龙、裴春雷等综述目前氧化还原催化剂的设计，对化学链甲烷转化领域释氧动力学的定量/定性研究进行总结，此外基于释氧动力学总结氧化还原催化剂的设计方法和策略，提出化学链甲烷转化技术的发展前景和方向。

本文要点

（1）

讨论氧化还原催化剂的设计方法：通过掺杂、表面修饰的方式引入杂质；通过向晶体结构引入甲烷催化活性物种，调控表面反应性能。

总结氧化还原催化剂的机理：从表面反应、体相氧转移、表面反应/体相氧扩散之间的动力学关系三个角度总结讨论。

（2）

总结和展望。化学链甲烷工业化的关键是发展合适的氧化还原催化剂，因此作者总结了目前氧化还原催化剂的相关发展情况、讨论表面反应机理、调控晶格氧转移、表面反应和体相氧扩散之间的动力学协同作用。进一步人们需要从表面反应机理、氧化还原催化剂、氧物种的动态变化情况等角度进行研究，这需要使用先进的原位表征技术，比如原位XAFS、NAP XPS等表征技术和机器学习技术。

人们通过结合ECR、TGR、¹⁸O同位素标记等实验技术和DFT理论计算模拟，化学链甲烷转化技术可能成为催化和工程学领域的一种新技术，而且这种化学链技术能够显著降低能量损失或产物的分离。

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Xianhua Zhang, Rui Liu, Tao Liu, Chunlei Pei, Jinlong Gong, Redox catalysts for chemical looping methane conversion, Trends in Chemistry 2023

DOI: 10.1016/j.trechm.2023.03.001

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2589597423000552