欢乐斗地主

扫一扫关注微信二维码 光年之外我的世界

北理工在气相团簇化学领域取得重要进展


近日,北理工化学与化工学院马嘉璧副教授团队通过质谱实验和高精度量子化学计算对N2与NbB3O2气相团簇的反应性及团簇结构进行了深入研究,成功构造了具有双活性位点的、含单个前过渡金属原子的N2催化剂,实现了室温下对N2的活化转化,其活化模式是金属—配体活化(Metal-Ligand Activation,MLA)。相关成果以“Nitrogen Activation and Transformation on Monometallic Niobium Boron Oxide Cluster Anions at Room Temperature: A Dual-Site Mechanism”为题,发表在国际权威期刊《The Journal of Physical Chemistry Letters》(2021, 12, 6313-6319)。化学与化工学院博士生王明为该论文的第一作者,我校的马嘉璧副教授为论文的通讯作者。

由于氮气分子的高稳定性,室温下实现N2的活化转化极具挑战。目前对气相含金属离子介导的N2活化和转化的文献报道中,大多是关于第VIII族金属元素(如Fe,Ni,Ru等)的应用,且其活性位点大部分是多核金属离子,而关于前过渡金属的报道较少。2019年,马嘉璧老师团队发现具有活性位点为2个和3个Ta原子的Ta3N3H和Ta3N3团簇可以完全活化N2分子,并生成吸附产物Ta3N5H和Ta3N5( J. Am. Chem. Soc.  2019,  141 , 12592-12600)。在此基础上,2021年,该团队提出了金属-配体活化(MLA)模式,实现了室温下由NbH2团簇直接偶联N2和CO2分子的反应,实现了由N2和CO2制备C−N键( J. Phys. Chem. Lett.  2021,  12 , 3490-3496)。但尚未实现催化循环。

图1. NbB3O2阴离子团簇催化转化N2循环示意图

在国家自然科学基金委重大研究计划的支持下,我校化学与化工学院马嘉璧副教授团队在前期的研究基础上,利用质谱结合量化计算设计合成了单金属阴离子NbB3O2团簇,其在室温下可以高效转化N2生成两种含氮产物B3N2O/NbO和B3N2O2/Nb。在该反应体系中,Nb原子作为N2的吸附位点;B原子作为N2的电子给体,通过给出2p电子可以断裂N≡N键;Nb原子和B3O2单元作为双活性中心,通过二者的协同作用完成了被活化的N原子的高效转移。之后DFT理论计算表明:NbO和Nb中性团簇可分别与B3O和B3O2阴离子继续反应生成NbB3O2阴离子,实现反应的催化循环。该设计思路通过引入主族元素B构成第二活性位,构造出具有双活性位点(Nb原子和B3O2单元)的单金属团簇离子,实现高效催化N2转化成含氮产物,其催化机理同样适用于之前提到的MLA模型,为室温下利用前过渡金属构造氮气转化的单金属催化剂开辟了新思路。

论文相关(guan)链(lian)接:http://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c01633


分(fen)享到:

xml地图 | sitemap地图
郑州地铁总工程师回应乘客遇难
分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信
法拉利 千古玦尘 三生三世十里桃花 蔡徐坤 王一博 nba选秀 巴勒斯坦 爱情保卫战火影忍者 本田肖战 37年积蓄家中发霉 奔跑吧 创造营2021 初入职场的我们 刑侦日记 寻情记 特朗普受双重暴击 美洲杯 上古 nba选秀 无人机拼成地球 坦克世界 5566 完美世界 欧冠 汉兰达 11省份有大到暴雨 熊出没之夏日连连看 百万个馕驰援河南守岛人 辽宁新增2例本土确诊病例 觉醒年代 圣墟 国乒首丢奥运金牌 台风尼伯特生成 猫和老鼠 元 两小无猜 造梦西游3 做家务的男人2 中超 凡尘组合逆转韩国守岛人 该忘了 全国水果价格下降腾讯1亿驰援河南 王思聪微博 斗破苍穹 上海镇楼神器动了 比亚迪 10分钟吃34个汉堡 神奇之旅 今天也想见到你 造梦西游3 如棋 万古神帝 第五人格 江西一村全年无蚊重庆发现吃虫植物 网恋被骗八百多万 暴雨救援感人瞬间 | 下一页
Baidu
sogou
百度 搜狗 360