天然气转化生产高附加值化学品和清洁能源是目前世界化石能源高效转化和利用的迫切要求.其中,CH4分子是天然气的主要成分,天然气的转化实际上就是CH4分子的转化.而CH4分子的选择活化和定向转化是世界性难题,被誉为化学领域的“圣杯”,主要是由于CH4分子是稳定的烷烃分子,具有很高的四面体对称性,电离能高、不具有电子亲和性、没有永久电偶极矩且极化率低.其C-H键能特别强(键能高达434KJ/mol),极难在温和条件活化;另一方面,本项目拟研究的另一个C1分子CO是煤和天然气转化中最重要的中间物之一,煤和天然气经与水反应后生成合成气(CO和H2)的工业路线已比较成熟,而以合成气转化为目标的CO加氢转化依然面临巨大的挑战,主要是该反应的产物遵循ASF分布,碳链的增长和产物的分布难以控制.由此可以看出,CH4和CO分子的高效转化依然是一个技术瓶颈,急需寻求新的催化过程和转化途径,这需要在催化材料、催化过程和催化概念上的重大创新.