科学家用原子力显微镜详细研究乌尔曼反应

乌尔曼反应的中间产物与银催化剂(银)之间的碳环(黑色)和硫原子(黄色)曲线像一座桥横跨在银表面上。(资料来源:巴塞尔大学物理系)

巴塞尔大学物理学家首次成功地使用原子力显微镜观察了银催化剂的工作过程。

研究人员已经能够评估能量周转,并可能优化催化,基于他们在乌尔曼反应期间所做的观察。这项由伊朗和日本的研究人员进行的研究已经在科学杂志上发表

在这个化学反应中,银原子催化两个碳原子之间的连接,而这两个碳原子先前是与碘结合的,这被称为乌尔曼反应。自1901年以来,研究人员已经意识到并利用这种反应进行了许多重大的化学转化,在此之前,他们无法详细地检查这种反应的中间产物。

瑞士纳米科学研究所的恩斯特·迈耶教授和巴塞尔大学物理系的Shigeki Kawai博士领导了这个团队,他们使用原子力显微镜成功地显示了原子分辨率下的反应。欧洲杯线上买球

观察结果揭示了有趣的信息。银原子在大约-120℃时发生反应oC与分子,似乎弯曲像一座桥横跨河流。反应的下一个也是最后一个阶段涉及最终产物的形成,银原子再次变得自由,导致两个碳原子成键。

计算能源

多年来,科学家们将乌尔曼反应用于化学反应。由于它们用于将有机分子结合到各种表面上,并生成无溶剂聚合物,这种反应在最近再次引起了研究人员的兴趣。

对催化剂工作机理的详细研究使科学家能够更好地了解反应过程。

过去进行的研究在显示有机金属中间产品的特殊放置方面并不成功。现在获得的综合图像第一次为研究伙伴、巴塞尔大学物理系的Stefan Goedecker教授提供了评估分析的Ullmann反应的能量转换的机会。收集到的信息重申了中间产物不同寻常的空间布局,并显示了如何调整反应。

相对较低的温度

实验中观察到的分子的柔韧性和弯曲,可能是105℃较低温度的原因oC,反应所需。分子承受机械张力,因此在低温下更容易发生反应。

如果有可能使其他催化剂产生这种受张力影响的中间产物,那么在较低的温度下催化剂反应也可能成为可能。传统的催化剂如铑、钯、铂大多需要500℃的高温oC操作,导致废气在寒冷状态下排放,这种措施既经济又生态有利。

东京大学(日本)、Shahid Beheshti大学(伊朗)、日本科学技术厅(日本)、国家材料科学研究所(日本)和巴塞尔大学物理系等机构合作开展了该项目。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

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