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甲烷(化学式:CH₄)是一种无色、无味、极难溶于水的气体,是结构简单的有机化合物和碳氢化合物。它在自然界中广泛分布,主要来源包括:

生物过程:在沼泽地、湿地、以及动物肠道(如牛羊等反刍动物)中的厌氧细菌通过发酵分解有机物产生甲烷,这种甲烷被称为沼气。

化石燃料:作为天然气的主要成分,在石油开采过程中也会伴随有甲烷的产出,煤矿坑道中也可能积聚甲烷,即煤矿瓦斯。

地质形成:埋藏在地下的煤层或页岩气中也含有大量的甲烷。

人工合成:虽然不如自然生成常见,但甲烷也可以通过实验室方法制备,例如通过电解水和二氧化碳的方法得到。

甲烷具有很高的燃烧热值,是一种重要的能源,广泛应用于家庭和工业的燃气供应、发电厂燃料及化工原料。

此外,甲烷也是一种重要的温室气体,其温室效应强度大约是二氧化碳的28倍(考虑分子寿命影响的不同增温潜势,GWP100年)。由于其对气候变化的影响,控制甲烷排放成为环境保护的重要议题之一。

上海科技大学左智伟团队在2018年找到了一个室温条件下就能实现甲烷转化的新催化剂组合,这一研究成果有助于更地利用甲烷资源,并将其转化为高附加值的化工产品和潜在的火箭推进剂燃料。

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