中性3族金属水分解产物

H–OH键高效断裂

实验上在气相中实现了中性3族金属对水的高效分解，揭示了原子尺度的催化反应机理。

Jiang, Shuai · Zheng, Huijun · Yan, Wenhui · Wang, Tiantong · 王崇 · Zhao, Ya · 谢华 · 李刚 · 郑修成 · Fan, Hongjun · 江凌

Chinese Chemical Letters 2023

技术优势

能直接测中性团簇

通过阈值光电离克服了中性团簇尺寸选择的困难，获得了尺寸特定的红外光谱。

看清了活性位点结构

实验光谱结合量子化学计算确认产物为M2(μ2-O)(μ2-H)(μ2-OH)(η1-OH)2结构，揭示了金属-水反应的原子尺度机理。

验证了反应热力学动力学

计算表明水分解反应放热且动力学势垒低，与实验观测到的产物一致。

应用场景

• 单原子催化剂设计：用气相团簇模型揭示金属原子催化水解的微观步骤。
• 水分解催化：证实了中性第3族金属可直接断开水分子O–H键。
• 制氢：展示了金属-水反应高效生成氢气的原子尺度路径。
• 单原子催化：为金属单原子/团簇催化剂的构效关系提供实验基础。