JACS 승인 기사! CIQTEK EPR은 27개의 고급 연구 출판물에 기여합니다.

CIQTEK EPR 분광계 제품이   현재까지 27개의  고급 연구 출판물 에 기여했음을 발표하게 된 것을 기쁘게 생각합니다!

 

 

선택된 결과 중 하나 

 

[V]=NNH ₂  중간체를 통한 암모니아로의 바나듐 촉매화된 이질소 환원.
미국화학회지(2023)

Wenshuang Huang, Ling-Ya Peng, Jiayu Zhang, Chenrui Liu, Guoyong Song, Ji-Hu Su, Wei-Hai Fang, Ganglong Cui 및 Shaowei Hu

 

 

추상적인

 

지구 대기에는 N ₂  (78%)가 풍부하지만 질소의 활성화와 전환은 화학적 불활성으로 인해 어려운 작업이었습니다.  암모니아 산업에서는 고체 촉매 표면에서 N ₂  와 H _{2 를}  NH ₃ 로 변환하기 위해 고온 및 고압 조건을 사용합니다 . _{주변 조건에서 특정 미생물은 Fe(Mo/V) 기반 질소 고정 효소를 통해 N 2 를}  NH ₃ 로 결합하고 전환할 수 있습니다  . 질소고정효소의 구조와 중간체에 있어서 큰 진전이 있었지만,  활성 부위에 결합하는 N _{2 의 성질과 N 2}  환원의 상세한 메커니즘은 여전히 ​​불확실하다.

_{반응 메커니즘을 더 잘 이해하고 온화한 조건에서 암모니아 합성을 위한 촉매를 개발하기 위해 전이 금속 착체를 이용한 N 2} 활성화에 대한 다양한 연구가  수행되었습니다. 그러나 지금까지 전이 금속 착물에 의한 N ₂ 의  NH ₃ 로의 촉매 전환은  여전히 ​​과제로 남아 있습니다. _{생물학적 질소 고정에서 바나듐의 중요한 역할에도 불구하고 N 2}  에서 NH ₃ 로의 전환을 촉매할 수 있는 잘 정의된 바나듐 착물은 거의 없습니다 . 특히, 결찰된 N ₂ 의 양성자/전자 이동 반응에서 얻은 V(NxHy) 중간체는  아직 알려지지 않았습니다.

여기에서 이 논문은 바나듐 금속 착물에 의해 촉매된 질소의 암모니아로의 환원과 질소 활성화 시스템에서 중성 히드라지드 착물 중간체([V]=NNH 2 )의 최초 분리 및 특성화를 다음과 같이 시뮬레이션하여 보고합니다 _{. 이질소 화합물을 얻기 위한 양성자화된 바나듐 아미노 복합체([V]-NH 2} ) 의 환원 및 암모니아의 방출.  이러한 발견 은 이 촉매 시스템에서 원위 경로를 통해 질소가 암모니아로 전환될 수 있는 가능성을 밝히기 위해 이론적 계산을 결합함으로써 FeV 질소 고정 효소와 관련된 N ₂ 감소 메커니즘에 대한 전례 없는 통찰력을 제공합니다 .

 

베이징 사범대학교의 Hu Shaowei 교수 그룹은 불활성 소분자의 활성화를 위한 전이 금속 복합체 개발에 전념하고 있습니다. 최근 Ganglong Cui 교수 그룹과 공동으로 이론적 계산과 실험 연구의 조합을 통해 바나듐 금속 착물에 의해 촉매되는 질소가 암모니아로 환원되는 것을 보고했습니다. 이번 연구 결과는 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)에 게재됐으며, Wenshang Huang(석사과정 학생)과 Lingya Peng(박사과정 학생)이 공동 제1저자로 실험적, 이론적 계산 작업을 진행했다. , 각각. 이 연구는 또한 베이징 사범대학교의 Weihai Fang 교수, 베이징 임업대학교의 Guoyong Song 교수, 중국 과학기술대학교의 Jihu Su 교수의 강력한 지원을 받았습니다.

 

 

바나듐 금속 착물 촉매의 합성

 

 

^{POCOP(2,6-( t} Bu ₂ PO) ₂ -C ₆ H ₃ ) 및 PCP(2,6-( ^t Bu ₂ -PCH ₂ ) ₂ -C ₆ H ₃ ) 협공 리간드를 갖는 일련의 이질소 복합체 및 방향족 산소/알콕시 리간드인 바나듐(3a-e)이 합성되었으며, 집게 복합체는 N ₂  환원 및 전환에서 높은 반응성을 보이는 반면, 아르곤 분위기 하에서의 환원 반응은 상응하는 2가 화합물(4a-e)을 생성하고, 2가 화합물은 상응하는 이질소 복합체로 전환하기 위해 질소(높은 반응성)와 반응할 수 있습니다. 촉매 환원 반응에 대한 시스템 용매, 촉매, 양성자 시약 및 환원제의 영향을 실험적으로 조사한 결과 특정 조건에서 이질소 착물 3b가 가장 활성이 높으며 환원 전환을 촉매할 수 있는 것으로 나타났습니다. 질소에서 암모니아로.

 

 

_{복합체 3b는 양성자화 및 환원 반응에 의해 아실 히드라지드 복합체 5b([V]=NNH 2} ) 로 전환될 수 있습니다 . ^{복합체 5b는 15} N _{2 의} ¹⁵ NH ₃  로의  전환을 중재할 수  있으며 이는 이것이 가능한 촉매 중간체임을 나타냅니다. 전이금속 히드라지드 화합물(M=NNH ₂ )은 생물학적, 화학적, 전기화학적 질소 고정 과정에서 최종 부위 반응 경로 또는 혼합(최종 부위/교대) 유형 반응 경로의 핵심 중간체로 간주됩니다. 질소 환원 촉매 시스템의 히드라지드 중간체는 까다로우며, 5b는 질소 활성화 시스템에서 분리된 최초의 중성 히드라지드 착물이며, DFT 계산에 따르면 NH 결합 해리 자유 에너지(BDFEN-H)가 최대 59.1kcal/mol인 것으로 나타났습니다. , 이는 상대적으로 안정적인 존재를 위해 중요한 요소입니다.

 

 

EPR

 

 

5b에 대해 90K에서 얻은 9.4GHz 분말 EPR 스펙트럼은 이방성 g 및 A 값 gx = 1.995, gy = 1.992, gz = 1을 특징으로 하는 V(I = 7/2) 중심을 보여줍니다. Ax = 20G, Ay = 25G, Az = 133.7G로 dxy 바닥 상태 스핀 상태를 나타냅니다(그림 5). 또한 액체 및 분말 EPR 스펙트럼의 두 등가 31P(I = 1/2)도 21.5G의 대략 등방성 초미세 커플 링으로 해결됩니다. 주변의 다른 핵에서 발생할 수 있는 초미세 구조는 해결되지 않습니다. 이러한 결과는 PVP가 결정 구조와 일치하는 원뿔형 구조를 형성한다는 것을 시사합니다.5b 계산된 스핀 밀도 맵은 스핀이 주로 V에 분포되어 있음을 보여 주며(그림 S48), 이는 EPR 결과와 일치합니다.

 

화합물 5b의 질소고정반응 메커니즘

 

 

결론

 

_{결과는 POCOP 및 아릴옥시 보조 리간드를 갖는 전이 금속 바나듐 복합체가 활성 질소 종(NHy)을 안정화하고 N 2}  의 NH ₃ 로의 촉매 전환을 촉진할 수 있음을 보여줌으로써 생물학적 질소 고정 메커니즘, 특히 메커니즘에 대한 더 많은 관점을 제공합니다. FeV 질소 고정 효소와 관련된 N ₂  감소에 대한 연구 및 보다 효율적인 암모니아 합성 촉매 설계에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다.

 

 

연구 수여 성과 목록 - CIQTEK EPR 분광계 관련

 

_{1. [V]=NNH 2} 중간체 를 통한 암모니아로의 바나듐 촉매화된 이질소 환원  . 미국화학회지  (2023)

 

2. BDD 대 DSA 양극을 사용하는 전기 공촉매 퍼옥시모노황산염 기반 시스템 이해: 라디칼 대 비라디칼 지배 분해 메커니즘. 분리정제기술  (2023)

 

_{3. CO 2} 환원  을 향한 TiO ₂ 나노섬유의 광반응성에 대한 격자간 C 도핑과 산소 결손의 시너지 효과  . 적용된 촉매 B: 환경  (2022)

 

4. 매우 효율적인 MnO2-멜리틴 나노입자를 위한 Au 나노입자 장식 시 NiFe 옥시수산화물의 동적 활성 부위는 전기화학적 물 산화의 전신 면역 반응을 강화함으로써 효과적인 항종양 면역요법으로 작용합니다. 나노에너지  (2022)

 

5. 고효율 광촉매 수소 발생을 위한 Cu1-Ti 이중 사이트 구축. 나노에너지  (2022)

 

6. 포도당 전기대사 강화를 위한 탄소 추적 전략을 기반으로 한 태양광 재충전 가능한 생체 광전기화학 시스템. 나노에너지  (2022) 

 

7. 향상된 내장 전기장은 B← N 배위 결합의 도입으로 파생된 폴리머의 광촉매 수소 성능을 촉진합니다. 첨단과학  (2022) 

 

8. 아릴보론 연결 공액 미세다공성 폴리머 음극의 전기화학적 거동을 탐구하기 위한 현장외 EPR 접근법. 화학공학저널  (2023)

 

9. 의사용량성 반응 동역학을 향상시키기 위한 바이오템플릿 유래 CoP@FeP2 이종구조의 인 공극 조절 및 계면 결합. 화학공학저널  (2022) 

 

10. MnO2-멜리틴 나노입자는 전신면역반응을 강화시켜 효과적인 항종양 면역치료제 역할을 합니다. 생체재료  (2022) 

 

11. 광유도 전자 전달을 통해 안트라센 기반 망간(II) 복합체에서 큰 열 이력 현상을 달성합니다.  네이처커뮤니케이션  (2022) 

 

12. 시금치를 광촉매로 사용하는 유기 붕소 화합물의 적색광 유도 고효율 호기성 산화. 녹색화학  (2022) 

 

13. 광촉매 NO 산화를 위한 ZnO의 결정면 및 미세구조 공학. 유해물질 저널  (2022) 

 

14. 폴리머 현장 분리 염료 응집체를 통한 광대역 가시광 여기성 실온 인광. 첨단광학소재  (2022) 

 

15. 이중벽 탄소나노링의 구축. 나노스케일  (2021) 

 

16. 뛰어난 광촉매 활성을 갖는 흑린 양자점 감응형 역오팔 TiO2 광결정의 설계 및 합성. 응용표면과학  (2023) 

 

17. 효율적인 NO 광산화를 위한 SnO2@ZnS-ZnSn(OH)6 이중 유형 II 헤테로접합에서 내부 전기장 생성. 사이언스 차이나 머티리얼  (2022) 

 

18. 심층 광촉매 산화를 위한 다층 Og-C3N4@W18O49 헤테로구조 구축 NO. 분리정제기술  (2022) 

 

19. Ti/(RuxIry) O2 양극을 사용한 고염도 4차 암모늄 화합물 폐수에 대한 일중항 산소 지배적 전기촉매 산화 처리. 환경연구  (2022) 

 

20. 슈퍼커패시터용 고급 전극 재료로서 Al 유도 NiCoP 나노시트의 변환 및 용량 성능을 조사합니다.  표면 및 인터페이스  (2022) 

 

21. 효율성이 향상된 H2 진화를 위한 새로운 비금속 삽입 고결정성 g-C3N4 광촉매. 국제수소에너지저널  (2022) 

 

22. 1단계 열분해로 제조된 바이오 숯-광물 복합체의 계면 화학적 거동 및 석유계 탄화수소 제거 성능. 콜로이드 및 표면 A: 물리화학적 및 공학적 측면  (2022) 

 

23. Cd/Zn 배위 중합체의 광변색 조정을 위한 광활성 안트라센-9, 10-디카르복실산. 무기화학  (2022) 

 

24. 구리 기반 광활성 금속-유기 프레임워크의 대규모 실온 자화 향상. 무기화학  (2022) 

 

25. 피리딘 유도체로 조립된 광변색성 Dy-포스포네이트: 합성, 구조 및 광 강화된 실온 인광. 크리스탈 성장 및 디자인  (2022) 

 

26. 약한 반강자성에서 강한 반강자성으로: 전자 전달 광변색을 통해 단핵 Fe3+ 복합체의 자기 특성 조정. 크리스탈 성장 및 디자인  (2022) 

 

27. 슈퍼커패시터용 고성능 전극으로서 풍부한 산소 결손을 갖는 오산화바나듐 나노시트.  아이오닉스  (2022) 

 

 

 

CIQTEK 전자 상자성 공명(EPR) 분광학

 

CIQTEK EPR(ESR) 분광학은 상자성 물질을 직접 검출하기 위한 비파괴 분석 방법을 제공합니다. 자성 분자, 전이 금속 이온, 희토류 이온, 이온 클러스터, 도핑된 물질, 결함이 있는 물질, 자유 라디칼, 금속 단백질 및 짝을 이루지 않은 전자를 포함하는 기타 물질의 구성, 구조 및 역학을 연구할 수 있으며 현장 및 비 현장 정보를 제공할 수 있습니다. -전자 스핀, 궤도 및 핵의 미세한 규모에 대한 파괴적인 정보. 물리학, 화학, 생물학, 재료, 산업 등 다양한 분야에 응용됩니다.