三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.     

金属氧化物中氧空位缺陷的催化作用机制

金属氧化物由于其良好的活性、选择性和稳定性,在实验和工业催化领域已被广泛研究,用于一些重要的反应过程如CO₂还原、水煤气转化、氮还原反应、析氧反应等。现已证明,很多金属氧化物的缺陷是发生催化反应的活性位点,其中氧空位缺陷的作用最具代表性。氧空位缺陷作为一种重要的点缺陷可以影响材料的局域几何结构和电子结构,从而影响其催化活性,因此具有非常重要的研究意义。本文从金属氧化物中氧空位缺陷的形成机制出发,介绍其分类及调控策略,重点综述了氧空位缺陷在热催化、电催化和光催化反应中的作用特点及催化反应机制,最后对具有非金属空位缺陷催化剂的潜在应用及未来挑战进行了总结与展望。     

配位化学中新型金属配合物的电子结构与成键特点

研究配合物的几何电子构型、阐明配位键的本质是配位化学中重要的理论组成部分。本文在回顾配位化学基本的成键理论基础上,介绍几例近年来具有教科书级别的国内高水平原创工作,重点阐述具有独特芳香性、低氧化态、高配位数以及锕系金属的新型金属配合物的电子结构和成键特点,对丰富和拓展配位化学的基本理论具有重要意义。     

邻苯二硫酚桥联双核双氮过渡金属配合物N-N键活化规律的理论研究

采用密度泛函理论方法研究了具有仿生固氮结构的两类化合物[Cp*Fe(μ-η²:η²-bdt)(μ-η¹:η¹-MeN＝NMe)FeCp*]以及[Cp*Fe(μ-SEt)₂(μ-η¹:η¹-MeN＝NMe)FeCp*]的90种不同结构, 调变过渡金属中心, 研究不同自旋态下(单重态和三重态)具有side-on或end-on配位键型的双核双氮过渡金属配合物, 基于计算结果分析了BDT(邻苯二硫酚)和乙基类型配体的不同过渡金属配合物活化双氮的程度. 研究结果表明, N-N键活化程度与配合物过渡金属中心所在周期存在密切关系, 更高周期对双氮的活化程度更高, 同周期金属过渡金属配合物对N-N键的活化程度从第四副族至第八族呈现折线型下降, 同时, 过渡金属中心的外层价电子数的奇偶性对双氮的活化程度具有一定影响. 此外, side-on键型对双氮的活化程度要高于end-on键型, 具有不同基团的同种骨架配体对N-N键的活化能力没有明显区别.     

高岭石与水分子相互作用的理论研究

为从微观角度深入探讨单个水分子与高岭石最易解理晶面不同暴露末端的作用特点,本工作通过密度泛函理论的计算方法对不同吸附形态的水分子与不同暴露末端的稳定作用构型进行几何结构与电子结构分析.吸附能的计算结果表明水分子在铝氧八面体羟基作为暴露末端的表面上最稳定的吸附方式为水分子的氧原子和氢原子分别与相邻两个羟基的氢原子和氧原子...     

双核过渡金属络合物引发氮分子活化研究

将自然界资源丰富但化学性质上极其惰性的氮气分子在温和条件下转化为氨及其他含氮化合物,具有非常重要的意义。过渡金属络合物引发氮分子的活化及官能化已成为现代工业固氮的一大研究热点。本文回顾了氮分子与双核过渡金属络合物结合的键型模式,总结了影响氮分子活化的诸多因素如配体调变效应、金属调变效应等,对双核过渡金属络合物引发的双氮裂解、双氮官能化及CO/CO2协助双氮活化官能化等反应的实验与理论研究现状和进展进行了简要综述,并对未来过渡金属络合物在氮分子固定的应用发展作了展望。