将甲烷直接转化为高密度、高价值的液体产品，如甲醇(MeOH)、甲醛(HCHO)或二甲醚(DME)是解决其运输困难，压缩高成本等问题的一种手段。然而，关于从甲烷中合成有价值的化学品，同时避免产品的过氧化，已经进行了一个多世纪的研究。
有鉴于此，弗吉尼亚理工大学Gwang-Nam Yun，福州大学大山茂生（Shigeo Ted Oyama）教授报道了采用负载型铂催化剂，以NO/NO2为氧转移剂，以分子氧为末端氧化剂，研究了甲烷选择性氧化制二甲醚的反应。目前尚未发现有关无甲醇中间体直接转化为二甲醚的文献报道。
文章要点
1）该反应在固定床反应器中进行，反应压力为0.1 MPa，反应温度为275~400 ℃，在惰性气体中加入20% CH4、1% NO和1% O2。在流出物中没有检测到甲醇，接触时间研究表明二甲醚是主要产物。此外，二甲醚的产率与使用更强的氧化剂(如N2O、H2O2和O3)获得的含氧物(甲醇、甲醛)的产率相当。
2）研究发现，生成二甲醚必须要有Pt和NO+O2混合气体，而没有Pt和NO+O2混合气体则只生成CO2。同时，在甲烷部分氧化反应中，NO和NO2没有还原为N2，表明它们可以作为一种转移剂将氧气从O2转移到CH4。
3）原位傅里叶变换红外光谱显示，在Pt/Y2O3催化剂上形成了与CH4反应有关的桥联硝酸盐物种。对这种桥联硝酸盐物种的综合研究表明，其可以在靠近Pt的氧化钇位置上形成，这可能是形成二甲醚的原因。X-射线衍射和CO吸附表征结果表明，催化剂中Pt高度分散，粒径为3 nm。X射线精细结构分析表明，存在具有Pt-O键和Pt-Pt键的Pt氧化物，因此Pt与Y2O3载体之间存在很强的相互作用。
VibinVargheese, et al, The Direct Molecular Oxygen Partial Oxidation of CH4 to Dimethyl Ether without Methanol Formation over a Pt/Y2O3 Catalyst Using an NO/NO2 Oxygen Atom Shuttle, Journal of Catalysis
(2020)
DOI：10.1016/j.jcat.2020.05.021
https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.05.021
