一氧化碳氧化反應機理研究取得新進展

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室團簇光譜與動力學研究組（1112組）研究員江凌、副研究員謝華與山西師范大學化學與材料科學學院副教授劉志凌合作，在一氧化碳氧化機理研究中取得新進展，相關研究結果以Supplementary Journal Cover形式發表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。

　　作為重要的原型反應之一，一氧化碳（CO）氧化反應在多相催化中引起了極大的關注。近期研究表明，過渡金屬氧化物對CO氧化有著很好的催化性能，外圍氧的反應性比橋式氧更具競爭力。然而，共吸附CO分子對CO氧化的微觀作用機制尚有待深入研究。利用團簇光譜實驗方法，可從微觀的原子分子尺度原位在線探測關鍵反應中間體，研究它們的尺寸大小、幾何和電子結構、金屬氧化價態等對反應活性和機理的影響，對揭示催化反應機制具有重要意義。

　　在該工作中，科研人員以鈮鎳單氧物的羰基配合物離子作為研究對象，發現共吸附CO配體對CO氧化起到了重要作用。利用自主研制的團簇質譜與光電子成像譜聯用實驗裝置，成功探測到NbNiO(CO)n-關鍵反應中間體。結果表明，在NbNiO的連續羰基化過程中，當n≤6時，CO配體端式配位到金屬核上，金屬單氧物上的氧原子仍然保持橋氧形式；而當n≥7時，橋氧遷移至CO配體上形成CO2配體，實現了CO氧化。理論計算表明，連續吸附的CO配體一方面與橋氧競爭與金屬核的化學成鍵，促進了氧遷移，另一方面促進了金屬原子的電荷積累。這項研究加深了對一氧化碳氧化反應機理的認識。