中的晶格氧直接参加化学反响,但是氧化铝具有高的耐热性和化学慵懒,在温文条件下,氧化铝中的氧原子很难直接参加化学转化。
为了知道痕量金属铑活化慵懒晶格氧参加化学反响的实质,中科院化学所科研人员运用自行研发的团簇科学仪器,将单个Rh原子制备到氧化铝团簇上,在室温条件下测定了一系列Rh-Al-O团簇与CO和CH4等分子的反响活性。发现一个九原子团簇RhAl2O6+能接连氧化五个CO分子 (图1), 该团簇是迄今为止能氧化CO分子数目最多的异核金属氧化物团簇物种,研讨结果宣布在Nat. Commun. 2016, 7, 11404。别的,RhAl3O4+团簇可活化转化CH4分子发生CO和H2(图2),该团簇也是首例将甲烷转化为合成气的异核金属氧化物团簇物种,研讨结果宣布在J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12854。机理研讨标明,在两个反响中,Rh原子是要害的活性位点,它既捕获反响物分子又贮存晶格氧(O2-)参加反响后释放出的电子,反响前后,Rh原子的化合价从阳离子态转变为阴离子态。该研讨从分子水平上提醒了金属铑活化氧物种转化慵懒小分子的实质,作业得到了基金委和中科院等项目的赞助。