近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员江凌、研究员谢华团队使用自立研制的质谱-光电子能谱试验要领，研究了金属碳化物团簇MC3-（M = Os,Ir,Pt）的固氮模式，展现了直接裂解N≡N三键与化学吸附两重固氮模式的竞争机制，为开发高效固氮催化剂及单原子质料提供了新思绪。相干结果发表于《化学科学》。
氮气份子因为其极强的N≡N三键，于暖和前提下难以被活化。当前，工业固氮依靠Haber-Bosch法，需于高温高压下举行，能耗巨年夜。金属碳化物作为一类高潜力的催化质料，因其反映机制尚不明确，实在际运用持久受限。本项研究经由过程质谱-光电子能谱试验要领与量子化学计较要领相联合，阐了然金属碳化物团簇与氮气的反映路径，展现了金属碳化物活化氮气的两种主要竞争机制。
江凌及谢华研究团队持久致力在金属团簇与资源小份子的成键及反映机制的研究。本事情中，团队采用激光溅射团簇源的方式三木SEO-孕育发生了MC3N2?（M= Os,Ir,Pt）负离子，并得到其富厚的电子布局信息。研究发明，IrC3?可同时经由过程裂解及吸附的两种机制活化氮气，OsC3?更偏好过直接断裂N≡N键天生C-N键， 而PtC3?则偏向化学吸附。理论计较进一步注解，金属5d轨道能量是决议反映活化路径的要害因素：5d轨道能量越高，越易触发N≡N键断裂；反之则化学吸附占主导。这一纪律与试验成果高度吻合，为定向设计金属中央活性位点提供了量化依据。
该研究不仅于原子标准展现了金属碳化物的反映特征，也为开发具备伶仃贵金属中央的单原子催化剂提供了新的计谋。
相干论文信息：https://doi.org/10.1039/D5SC04467G
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