近日,中科院大連化學(xué)物理研究所分子反應(yīng)動力學(xué)國家重點實驗室、大連光源科學(xué)研究室研究員江凌團(tuán)隊,與復(fù)旦大學(xué)教授周鳴飛合作,利用基于大連相干光源自主研制的中性團(tuán)簇紅外光譜實驗裝置,在中性鈦羰基化合物中發(fā)現(xiàn)了碳—碳偶聯(lián)反應(yīng),突破了人們對激光濺射只能制備同質(zhì)金屬羰基化合物的認(rèn)知,從全新的角度詮釋了金屬對一氧化碳的插入反應(yīng)機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理化學(xué)快報》上。
金屬羰基化合物在費托反應(yīng)和醇合成等能源催化過程中起著重要作用。激光濺射是制備金屬羰基化合物的最有效方法之一,該方法的產(chǎn)物通常是同質(zhì)金屬羰基化合物M(CO)n。江凌介紹,離子型金屬羰基化合物比較容易制備和質(zhì)量選擇,研究最為廣泛。然而,中性金屬羰基化合物由于缺乏電荷,難于探測和質(zhì)量選擇,實驗研究非常困難。
為實現(xiàn)對中性金屬羰基化合物的精準(zhǔn)探測和結(jié)構(gòu)解析,江凌團(tuán)隊近年來在相關(guān)實驗技術(shù)發(fā)展上取得了突破,自主研制了高通量的激光濺射團(tuán)簇源,建立了基于大連相干光源的紅外+極紫外(IR+VUV)雙共振中性金屬團(tuán)簇紅外光譜實驗方法,實現(xiàn)了金屬化合物的高靈敏探測及結(jié)構(gòu)表征研究,對詮釋催化反應(yīng)機制具有重要作用。
近日,江凌和周鳴飛團(tuán)隊利用自主研制的IR+VUV中性金屬團(tuán)簇紅外光譜實驗裝置,研究了中性金屬鈦與一氧化碳的反應(yīng)機理。研究結(jié)果表明,所測產(chǎn)物均含有新穎的OTi(CCO)(CO)n-2結(jié)構(gòu)。該工作意外發(fā)現(xiàn)了碳—碳偶聯(lián)的CCO基元,揭示了CO活化的新機制,突破了人們對激光濺射只能制備同質(zhì)金屬羰基化合物的認(rèn)知,為研究單金屬中心插入CO的微觀機理提供了新的思路,對CO活化和轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)和應(yīng)用研究具有重要意義。
據(jù)悉,由于大連相干光源的波長范圍涵蓋了絕大多數(shù)中性分子和團(tuán)簇的第一電離勢,因此,基于大連相干光源的IR+VUV中性金屬團(tuán)簇紅外光譜實驗方法,為開展各類中性金屬與甲烷等能源分子的反應(yīng)機制、催化反應(yīng)中間體和自由基的探測等科學(xué)研究開啟了一扇窗。
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