氰化氢(HCN)由氨(NH₃)和甲烷(CH₄)在约1200 °C的铂催化剂上合成。氨合成需要几个复杂的、高排放的过程。直接从CH₄和氮气(N₂)进行等离激元辅助HCN合成可能对于按需HCN生产至关重要。

近日，特拉华大学Dionisios G. Vlachos评估了介质阻挡放电 (DBD) N₂/CH₄ 等离子体在分散式无催化剂选择性 HCN 生产中的潜力。

文章要点

1）研究人员展示了甲烷和氮气一步转化为 HCN，在 <300°C 下产率达 72%。在低 CH₄ 浓度下主要生产HCN，乙烷 (C₂H₆) 作为副产物。

2）研究人员提出了一个几乎没有电子碰撞反应的第一原理微动力学模型。该模型准确预测了初级产物的收率，并阐明甲基自由基(·CH₃)是HCN和C₂H₆合成中的常见中间体。与当前的工业流程相比，N₂/CH₄DBD等离子体可以实现最小的CO₂排放。

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Nefeli S. Kamarinopoulou, et al, Direct HCN synthesis via plasma-assisted conversion of methane and nitrogen, Sci. Adv. 10, eadl4246 (2024)

DOI: 10.1126/sciadv.adl4246

https://www.science.org on March 30, 2024