李雋課題組在團簇催化合成氨理論研究中取得重要進展
我系李雋教授課題組近期在利用表面單團簇催化合成氨的理論研究工作中取得重要進展。相關研究成果發(fā)表在《自然-通訊》和《美國化學會志》上(Nat. Commun. 2018, 9, 1610；J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 46)。劉錦程與馬雪璐分別是上述論文的第一作者。
圖1. （1）傳統(tǒng)的金屬表面上高溫高壓合成氨（N2 à 2 N*）；（2）在異相催化劑表面構建單團簇中心合成氨（N2 + H à *NNH）；（3）固氮酶活性中心上常溫常壓合成氨（N2 + H+ + e- à *NNH)。
人工合成氨是科學史上的里程碑之一。一百多年來，工業(yè)合成氨需要高溫高壓的苛刻條件，而自然界的生物固氮是在常溫常壓下進行的。因此高效的人工模擬生物固氮成為催化化學領域的圣杯。李雋教授課題組在多年研究的基礎上，提出了“表面團簇催化”(Single-Cluster Catalysis)的新概念，首次揭示了表面上穩(wěn)定的孤立雙金屬團簇催化劑上合成氨的可行性及其微觀機理（圖1）。研究發(fā)現，與目前工業(yè)催化合成氨過程中高溫高壓下直接打開NoN三重鍵不同，在表面團簇上N2可以在溫和條件下直接加氫生成NNH中間體，這一新反應機理與自然界的生物固氮過程相似。通過在異相催化劑表面構建類似于均相的單團簇活性中心，他們的新方法突破了合成氨過程中著名的Br？nsted–Evans–Polanyi (BEP) 關系的限制，提供了一種新型的合成氨反應的催化方法。
上述研究成果對在溫和條件下催化合成氨的實驗研究具有重要的理論指導意義。歐洲《ChemistryViews》和國家自然科學基金委對此項研究進行了亮點報道。
相關文獻及報道參見：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b10354
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03795-8
http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info73763.htm
http://www.chemistryviews.org/details/news/10746715/Catalyst_for_N2-to-NH3_Thermal_Conversion.html
版權與免責聲明：本網頁的內容由收集互聯網上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權負責。如涉及侵權，請聯系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com