近日，中国科大苏州高等研究院刘东教授团队与中国科大熊宇杰教授和龙冉教授团队合作在光催化可燃冰的绿色可持续利用方面取得新进展，相关成果以“Sustainable methane utilization technology via photocatalytic halogenation with alkali halides”为题发表在国际知名期刊Nature Communications上。

卤代甲烷（CH3Cl和CH3Br）作为一种多功能的平台分子，被广泛应用于多种高附加值化学品和燃料，如甲醇、乙酸、丙烯等的生产。然而目前卤代甲烷的合成通常涉及氯气、溴化氢等腐蚀性原料对环境具有较大的潜在威胁。因此，亟需发展安全可持续的技术用于卤代甲烷的生产，以满足日益严峻的能源环境需求。本研究报道了一种绿色高效的光催化甲烷卤化技术，以甲烷和碱金属卤化物（如NaCl）为原料实现卤代甲烷的高效合成。该方法能够实现优异的卤代甲烷生成速率并且表现出良好的催化稳定性。更为重要的是，进一步的串联反应证实该方法能够实现甲烷经卤代甲烷为中间体到甲醇和药物中间体等的高效合成。此外，该方法能够在仅利用甲烷和海水条件下有效进行光催化卤代甲烷的合成，证实了光催化甲烷卤化技术在可燃冰高效利用中的可行性。

光催化甲烷卤化及其串联合成甲醇和药物中间体路径示意图

马军博士为论文的第一作者，刘东教授为论文的共同作者。马军博士得到了江苏省卓越博士后计划资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36977-0