随着世界范围内富含甲烷的页岩气和天然气水合物，以及生物沼气等的发现与开采，以储量相对丰富和价格低廉的天然气替代石油生产基础化学品成为了学术界和产业界研究和发展的重点。但甲烷分子的选择活化和定向转化是一个世界性难题，被誉为化学领域的“圣杯”。

　　中国科学院大连化学物理研究所包信和团队基于“纳米限域催化”的新概念，创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷在无氧条件下的选择活化，一步高效生产重要基础化工原料乙烯，以及芳烃和氢气等高值化学品。在1090℃条件下，甲烷单程转化率达48%，乙烯和芳烃选择性大于99%，反应过程本身实现了二氧化碳的零排放。这一成果从理论上实现了甲烷分子碳氢键的高效选择活化，在应用上彻底摒弃了二氧化碳高排放和高耗水的合成气制备过程，实现了天然气的无氧直接转化制高值化学品。

　　相关研究论文在2014 年5月9日《科学》杂志［Science，344 (6184) : 616—619］发表后，《德国应用化学》迅速组织了专题评述（AngewandteChemie International Edition，2014，53: 2—5），国内外14 家科学杂志和新闻媒体以“改变世界的技术”为题进行了报道。现这项基础研究成果正与国内企业合作，探索尽快进行产业化的可行性。