Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere identificerer overgangsmetal til højeffektiv kuldioxidaktivering

Spektroskopisk identifikation af overgangsmetal M[η 2 -(O, O)C] arter til højeffektiv CO2-aktivering. Kredit:ZHENG Huijun

Den atmosfæriske koncentration af kuldioxid (CO 2 ) har været stigende i det sidste århundrede, medfører alvorlige konsekvenser for globale klimaændringer og planetariske temperaturstigninger.

For at reducere CO 2 fra atmosfæren og tage den som råvare for bæredygtige energikilder, opsamling og udnyttelse af CO 2 at skabe værdifulde kemikalier er yderst ønsket.

Et forskerhold ledet af prof. Jiang Ling og prof. Fan Hongjun fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi, i samarbejde med prof. Zhao Zhi fra Hebei University of Engineering, karakteriseret et overgangsmetal M[η2-(O, O)C] arter for højeffektiv CO 2 aktivering.

Resultatet blev offentliggjort i Journal of Physical Chemistry Letters den 28. dec.

Baseret på det nyligt udviklede infrarøde fotodissociationsspektroskopiapparat, forskerne syntetiserede og karakteriserede et hidtil uset overgangsmetal M[η2-(O, O)C]-motiv med todelt dobbelt oxygenmetal-CO 2 koordinering i [ZrO(CO 2 )n> =4] + komplekser.

Zr[η2-(O, O)C] arter gav en CO 2 - radikal ligand, viser høj effektivitet i CO 2 aktivering. CO 2 - radikal og ikke-lineær karakter af disse serier af M[η 2 -(O, O)C]-komplekser kan muliggøre høj reaktivitet i mange vigtige reaktioner, såsom C-C-kobling og CH-aktivering.

Der var to vigtige forudsætninger for, at visse metaller kunne danne denne spændende M[η 2 -(O, O)C] arter:metalcentret havde høj reduktionsevne, og metalcentrets oxidationstilstand var lavere end dets højeste én efter én.

Systematiske analyser for virkningerne af forskellige overgangs- og hovedgruppemetaller på dannelsen af ​​M[η 2 -(O, O)C] komplekser gav omfattende indsigt i den mikroskopiske mekanisme af CO 2 aktivering af et enkelt metalcenter, tilbyder designkriterier for enkeltatoms katalysator med isolerede overgangsmetalatomer spredt på understøtninger. Sådanne fremskridt kan integreres i CO 2 -aktiverings- og -udnyttelsesteknologi.

Denne undersøgelse fremhæver de centrale roller, som M[η spiller 2 -(O, O)C] arter i CO 2 aktivering og åbner nye veje til udvikling af beslægtede enkeltatom-katalysatorer med isolerede overgangsmetalatomer spredt på understøtninger.


Varme artikler