甲烷部分氧化POM是提升CO、H₂合成气合成效率的有效技术和方法，目前人们发现在金属基底上修饰Re能够有效的改善POM催化反应的活性。但是人们对该反应中Re起到的作用并不是非常理解，有鉴于此，北海道大学Hirokazu Kobayashi等报道了在Ru/Al₂O₃催化剂中添加Re，实现了反应机理上的改变。通过这种Ru、Re双金属催化，CH₄能够通过甲酸中间体，随后氧化生成CO产物。在催化反应中，当600 ℃和60000 mL g^-1 h^-1的空速，O₂/CH₄的比例为0.5，CO、H₂的产率分别提升到54 %、61 %。

当反应中的接触时间提高，反应过程中完全消耗O₂，蒸气重整催化、逆水煤气转换反应变为主要反应过程，从而改善CO、H₂产率。这种现象明显与Ru/Al₂O₃不同，在Ru/Al₂O₃上的催化反应更容易将CH₄完全氧化为CO₂、H₂O，随后发生重整反应。

本文要点：

（1）

在Ru、Re双金属催化剂中，Ru起到的主要作用是还原Re（还原为低价态ReO_x），随后还原后的通过CH₄生成甲酸，同时提高蒸气重整反应的速率。这种Re金属起到的双重作用改善了催化反应的总体性能。

（2）

通过本文研究结果，揭示了Re在催化剂中起到重要作用，而不是仅仅起到促进剂。

参考文献

Lingcong Li, Nazmul H. MD Dostagir, Abhijit Shrotri, Atsushi Fukuoka, and Hirokazu Kobayashi*, Partial Oxidation of Methane to Syngas via Formate Intermediate Found for a Ruthenium–Rhenium Bimetallic Catalyst, ACS Catal. 2021, 11, 3782–3789

DOI: 10.1021/acscatal.0c05491

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05491