近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馬志博副研究員、楊學(xué)明院士團(tuán)隊(duì)與華中科技大學(xué)潘明虎教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)了氧化鈦表面低溫光催化C-H鍵斷鍵反應(yīng)，并且在單分子層面上對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了解釋。
C-H鍵是有機(jī)化學(xué)中十分重要的一類化學(xué)鍵，與其斷鍵及進(jìn)一步合成相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)常常需要較高的活化能并且選擇性較差，理解其反應(yīng)機(jī)制以及尋找新的低溫下的反應(yīng)類型對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)至關(guān)重要。半導(dǎo)體表面光致反應(yīng)通常可以在較低的溫度下進(jìn)行，由光致手段開啟，實(shí)現(xiàn)熱活化難以達(dá)到的高選擇性。
大連化物所發(fā)現(xiàn)了光催化低溫C-H鍵活化反應(yīng)
該團(tuán)隊(duì)利用氧化鈦的金紅石110表面作為模型體系，C-H鍵分子乙苯作為模型分子，發(fā)現(xiàn)了在低溫下（77K）僅通過(guò)光致誘導(dǎo)，即可發(fā)生乙苯分子脫去 氫反應(yīng)。他們還通過(guò)原位跟蹤單分子方法，在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了反應(yīng)步驟的圖像。潘明虎團(tuán)隊(duì)對(duì)圖像的理論解釋提供了理論支持，確認(rèn)了基元反應(yīng)過(guò)程以及高選擇性來(lái)源。這一結(jié)果對(duì)于設(shè)計(jì)新的反應(yīng)體系，以及尋找新的反應(yīng)均具有重要的參考價(jià)值。
相關(guān)成果發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。該工作得到中科院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
