《金屬配合物團簇吸附與轉化二氧化碳的研究》是依託復旦大學，由吳曉楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬配合物團簇吸附與轉化二氧化碳的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳曉楠
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
CO2是主要的溫室氣體，也是一種廉價、豐富的 C1 資源，實現CO2的化學轉化，無論從環境保護還是資源利用的角度考慮，都具有十分重要的意義。金屬配合物是一種有效的CO2化學轉化的催化劑，但人們對其活化CO2的反應機理的了解仍然非常有限。氣相團簇方法是研究金屬配合物與CO2反應的一條重要途徑，它可以從分子水平上研究其反應過程，為理解催化劑的反應機理提供重要的理論依據，也有利於發展和改進金屬配合物催化劑。本項目申請人擬套用質譜結合紅外光解離技術，並套用理論計算研究氣相金屬配合物團簇對二氧化碳的吸附和轉化。通過實驗和理論方法系統性研究氣相金屬配合物團簇與CO2的反應，給出團簇與CO2反應的動力學和熱力學信息，了解團簇結構，團簇尺寸，配體效應, CO2吸附狀態對CO2活化反應的影響。本項目從分子水平上給出了CO2活化反應的微觀機理，通過這些機理有望揭示金屬配合物對CO2活性的一般性規律。
結題摘要
CO2的化學轉化具有十分重要的意義，本項目利用實驗方法結合理論計算研究了一系列氣相金屬配合物離子與CO2的反應。為了研究二氧化碳與氣相金屬配合物的反應，通過本項目的支持，我們開發了一種新型的雷射濺射-離子阱質譜儀並建立了一種操作方法。該設備通過雷射濺射離子源產生各種金屬配合物，通過四極桿選擇單一質量的離子，之後在離子阱中與二氧化碳反應，並通過離子阱質量分析器進行質量分析。本裝置還可以對反應產物進行質量選擇，並研究與其他氣體的反應。該裝置是對現有常見的用於團簇研究的質譜儀的發展，並且據我們所知，目前世界上未有用類似離子源結合離子阱的裝置開展相關研究。套用本裝置結合實驗室已有的紅外光解離光譜裝置。我們研究了一系列金屬配合物和二氧化碳的反應。我們研究了NbO+，NbO(N2)4-5+和CO2的反應，我們發現了NbO+可以活化CO2的C-O鍵，而NbO(N2)4-5+只與CO2發生CO2/N2交換反應。這表明弱配位的N2對NbO+與CO2反應活性和反應路徑有影響。另外還研究了一系列金屬配合物和CO2的反應，發現中心金屬的種類，配位數影響反應活性。套用我們設計的新型質譜儀，我們還研究了一系列金屬卡賓化合物和乙烯的反應，對比了金屬卡賓，金屬卡拜和乙烯反應的異同。另外還研究了金屬碳化物與甲烷的反應，發現了甲烷四個C-H鍵活化現象。
