电子的往返旅程:电子催化使N₂直接固定到偶氮化合物

氮气(N2)是地球大气中最丰富但高度稳定的气体之一。它的n程三键具有极高的键解离能(〜940.95 kjmolr⁻),使其在常规条件下的激活和转化非常具有挑战性。尽管Haber -Bosch工艺可以将N2转换为氨(NH3),但需要高温(350–550°C)和压力(150-350 ATM),从而导致大量能源消耗。

来源:英国物理学家网首页
N2激活中的突破!这项研究揭示了一种电子催化策略,该策略将N2直接转化为偶氮化合物,这是一种改变氮气固定的游戏改变者。通过利用电子流,它可以将活化能从3.44 eV降低到0.14 eV,从而使Azo合成更快,更绿,并且高效。这种创新的方法彻底改变了氮化学,从而解开了可持续化学合成的新可能性。学分:中国催化杂志
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氮气(N2)是地球大气中最丰富但高度稳定的气体之一。它的n程三键具有极高的键解离能(〜940.95 kjmolr⁻),使其在常规条件下的激活和转化非常具有挑战性。尽管Haber -Bosch工艺可以将N2转换为氨(NH3),但需要高温(350–550°C)和压力(150-350 ATM),从而导致大量能源消耗。

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AZO化合物的合成(R1-N = N-R2)提出了更大的挑战。传统方法涉及多个步骤 - 氨,亚硝酸盐制备和随后的偶氮耦合 - 要求多种氧化还原过渡,键断裂和改革以及大量的能量输入。开发一种在轻度条件下将N2直接,有效转化为偶氮化合物的方法仍然是化学中的一个关键挑战。

1 轻度条件

最近,重庆大学(中国)的Zidong Wei教授和Cunpu Li领导的研究团队提出了一种创新的电子催化策略。通过控制电子流,该策略在轻度条件下实现了N2在单一步骤中合成AZO化合物的有效激活和直接转化,从而为基于绿色氮的化合物合成提供了新的方法。

中国催化杂志 + 激活能量 反应机制 合成 更多信息: doi:10.1016/s1872-2067(24)60179-8