从环保角度而言，将天然气/页岩气中廉价易得的C₁-C₃轻质烷烃直接转化为基础化学品极具吸引力，其也是替代当前油基转化路线一种有竞争力的工艺。轻质烷烃具有很高的化学惰性，而反应的目标产物相对活泼，其容易进一步发生非选择性反应，目前的研究主要集中在通过催化剂设计和反应器工艺条件优化等提高产物的选择性。水蒸气或者液态水对轻质烷烃转化为高附加值化学品反应具有重要影响。在此背景下，近日中国石油大学（北京）重质油全国重点实验室姜桂元教授、德国莱布尼兹催化研究所Evgenii V. Kondratenko教授在ChemCatChem上发表了题为“Mechanistic and Kinetic Insights into H₂O Effects in the Conversion of C₁-C₃ Hydrocarbons to Value-added Products”的综述性文章。该文章对水在C₁-C₃烃转化为高附加值化学品的机理和动力学研究的最新进展进行了评述（图1），目的是阐明水蒸气或者液态水在C₁-C₃烷烃转化为C₂₊烃、甲醛、甲醇、乙烯、乙酸和丙烯过程中对催化剂活性和选择性的影响。此外，还旨在找出水蒸气/液态水效应基本原理的异同，从而为催化剂设计或反应器优化操作提供指导。

文章指出，水蒸气/液态水的作用取决于催化剂的种类和反应条件。水蒸气可以通过以下方式影响催化剂活性、稳定性以及产物选择性：（1）在反应条件下原位形成特定的催化剂相和/或表面羟基；（2） 加速反应产物的脱附和/或抑制其再吸附；（3）参与形成催化气相反应的OH·自由基；（4）氧化催化剂表面积碳，从而再生催化活性位点或活性物种。

为了深入理解并充分利用水蒸气的积极作用，文章还提出了如下建议：（1）与目前O₂作为氧化剂烷烃转化反应中研究较多的氧物种作用机制相比，水蒸气在烷烃氧化反应中的研究比较少，其对催化剂活性和产物选择性影响的本质尚未形成共识，因此需要在更多催化材料上进行系统研究；（2）在MnO_x-Na₂WO_x催化剂体系中，水蒸气在高温条件下对其释放晶格氧能力的增强作用为提高化学链烷烃氧化反应性能提供了可能性，应更深入地阐明这种影响的作用机制并将其应用于其他催化剂的设计上；（3）使用液态水作为非反应性进料组分是将甲烷氧化为甲醛的一种新方法，应进一步研究其潜力，并将其扩展到乙烷和丙烷氧化为相应的烯烃或含氧化合物；（4）为了有目的地开发催化剂以提高其在水蒸气共进料或液态水存在下的反应性能，需要使用原位动态表征技术、理论计算以及时间分辨动力学技术进行更深入的机理/动力学研究。