原油价格不稳定、石油资源有限，使得由甲醇生产的石油化工产品越来越受欢迎，特别是在中国。目前科学家已经破译了开启这一过程背后的化学。

甲醇——或其衍生的二甲醚（左）——在金属铝表面转化成乙烯（顶部中间）。

图片来源：Aleix Comas-Vives / ETH Zurich（苏黎世联邦理工大学）

世界上，甲醇的产量比其他任何基本化学物质的产量都要高得多。甲醇分子含有两个碳原子及四个氢原子，是制造一系列基本化学品、聚合物及增塑剂的基础。包装材料聚乙烯（PE）就是其中广泛应用的一种。通常乙烯都经原油裂化而成，但原油价格持续波动、原油储量有限，激发了另外一种生产方法：甲醇-烯烃（MTO）工艺。现在，来自苏黎世联邦理工大学和里昂ENS的团队详细制定出了反应如何开始。

上世纪70年代就已经开发出了MTO工艺，目前在世界各地都有加工厂。中国的加工厂比其他国家都多：目前正在运行的有五家大型工厂，另有13家正在酝酿之中。原因很简单：中国石油储量有限，对石化产品的需求巨大。中国的煤炭储量庞大，可通过煤的气化来生产甲醇。此外，也可采用天然气来生产甲醇。因此，中国的投资者计划在美国生产甲醇，再出口到中国，因为美国的页岩气储量丰富。

所需的碳正离子从何而来？（Where does the requisite carbenium ion come from?）

对于MTO反应而言，甲醇在400℃下聚集在沸石上。沸石为多孔颗粒状硅酸铝矿物，作为催化剂促进反应的进行。长期以来，化学家一直无法完全解释MTO反应。20年前，科学家们推测有其他分子参与到其中：带正电的环烃分子（五至六个碳原子），或称之为循环碳正离子。实际上这种物质与甲醇发生反应：生产乙醇之前，它将两个甲醇分子结合在一起，形成碳-碳键。

然而，如果这些循环碳正离子参与了反应，且对反应是必要的话，那么问题来了，这些碳正离子从何而来？许多科学家提出，这些离子只能来自于甲醇中偶然存在的污染物。

现在，法国-瑞士的研究小组提出了不同的解释。“我们的实验结果显示，普遍存在于沸石中的铝能够轻易的将甲醇转化成乙烯及其他碳氢化合物，接着转化成多孔沸石催化剂中的碳正离子。”该研究论文作者之一、苏黎世联邦理工大学表面与界面化学教授Christophe Copéret解释说，“普通的氧化物，如氧化铝能够从甲醇衍生物中引发碳-碳键的形成，从而为甲醇转化成长链碳氢化合物开辟了新的途径。”

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮