環(huán)保涂料是當今最流行的一種涂料。幾十年來，科學家們已經知道某些沸石——一種普通的結晶材料——可以在室溫下將甲烷轉化為甲醇，而不是當前過程所需的高溫和高壓。斯坦福大學研究生、發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究的共同主要作者本杰明·斯奈德(BenjaminSnyder)解釋，在1990年代，科學家表明某些含鐵沸石在室溫下具有出色的將甲烷轉化為甲醇的能力，其研究最終解釋了這種化學轉化是如何發(fā)生的。
眾所周知，沸石主要由鋁、硅和氧組成。它們的多孔分子結構使它們成為捕捉寵物氣味和有害顆粒（如放射性廢物）的理想選擇。沸石還用作催化劑來制造汽油、柴油和其他石化產品。1990年代，俄羅斯科學家對用鐵制成的合成沸石進行了一系列實驗。他們發(fā)現(xiàn)，即使在室溫下，暴露在甲烷氣體中的鐵沸石也會立即開始產生甲醇。
鐵沸石是低溫甲烷轉化的有前途的催化劑，研究合著者、SLAC國家加速器實驗室化學和光子科學教授Edward Solomon認為，但盡管進行了近三年的研究，但尚不清楚它們是如何工作的。尋找一種將甲烷轉化為甲醇的有效催化過程可能會產生深遠的經濟影響。 科學家面臨的一大挑戰(zhàn)是在鐵沸石晶體上定位發(fā)生催化作用的活性位點。
研究人員應用一系列先進的光譜技術來研究植物和微生物中的含鐵蛋白質。這種方法使他們能夠確定沸石中的活性位點，并創(chuàng)建其結構的詳細計算模型。然后研究人員就能夠展示是什么使活性位點如此具有反應性，其發(fā)現(xiàn)活性位點的鐵核被沸石晶體鎖定在一個不尋常的、受限的幾何形狀中，這導致了與甲烷的特殊反應性。了解催化劑結構與反應性之間的關系是大規(guī)模開發(fā)環(huán)保催化劑的關鍵第一步，但仍有許多技術障礙需要克服。例如，在室溫下制造的大部分甲醇被困在多孔沸石分子內，必須用水去除。
