MnO_x-Na₂WO₄/SiO₂催化的甲烷氧化偶联反应（OCM）在甲烷直接转化为C_2-3产品方面具有很大的工业应用前景，但其较高的起燃温度是实现工业化的最大障碍，其作用机理仍是个谜。

近日，华东师范大学路勇教授，赵国锋发现了一种在SiO₂载体上富含Q²单元的低温活性、选择性好的MnO_x-Na₂WO₄/SiO₂催化剂，在660℃时可转化23%CH₄，72%的C_2-3选择性。

文章要点

1）实验和理论计算表明，MnO_x-Na₂WO₄/SiO₂催化剂中大量的Q²单元容易形成MnSiO₃，从而大大降低了参与OCM反应的Mn³⁺ ↔ Mn²⁺氧化还原循环的起燃温度。

2）值得注意的是，在Na₂WO₄：Mn₇SiO₁₂+6SiO₂ ↔ 7MnSiO₃+1.5O₂存在下，MnSiO₃的形成仅通过SiO₂参与的反应进行。Na₂WO₄不仅触发了这一循环，而且使其对C_2-3产品有很强的选择性。

研究结果为合理设计更先进的MnO_x-Na₂WO₄基氧化还原催化剂提供了参考，建立了新的Mn³⁺ ↔ Mn²⁺氧化还原循环，降低了起燃温度。

参考文献

Jiaqi Si, et al, Oxidative Coupling of Methane: Examining the Inactivity of the MnO_x-Na₂WO₄/SiO₂Catalyst at Low Temperature, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202117201

https://doi.org/10.1002/anie.202117201