金属表界面配位化学

郑南峰^1,2*

¹ 厦门大学 化学化工学院，固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，361005

² 嘉庚创新实验室，厦门，361102

*Email: nfzheng@xmu.edu.cn

 

固体表界面是众多化学反应发生的场所，直接影响其化学性能，表界面改性也因此成为优化固体功能材料化学性能的重要手段。如何实现对固体表面界面化学反应的精确控制是多相催化研究中长期面临的挑战，这有赖于我们对固体表界面化学反应分子机制认识的长期积累。对于金属功能材料而言，有机配体修饰和负载是常用的两种表界面改性策略，相关改性往往导致金属原子与有机配体、来自载体的配位物种形成特定的表界面配位作用，在化学反应中这些表界面配位物种会影响反应底物与金属表面原子的相互作用甚至直接参与反应，产生不同的界面效应，在分子水平上理解这些界面效应是理性设计材料的关键环节。但因缺乏表界面配位的表征方法与技术，表界面配位化学的研究仍很有限，面临着诸多挑战。本报告将汇报我们课题组如何在发展金属表界面模型材料（包括金属团簇、特定表面结构纳米晶体和单晶表面等）构筑新方法的基础上，破解系列典型金属-有机界面和金属-载体界面的分子层面结构，并从配位化学角度揭示了相关界面参在物种活化与转移、反应结构控制、电子/质子传递等反应过程的分子机制，实现对金属多相催化、防腐等若干重要表界面化学行为的精准操纵，实现了一些高端精细化学品的绿色合成。

关键词：表界面配位化学；精准催化；加氢催化；金属防腐

参考文献

[1] Wu, Q.; Zhou, W.; Shen, H.; Qin, R.; Hong, Q.; Yi, X.; Zheng, N. CCS Chem. 2023, 5: 1215.

[2] Ruan, P.; Chen, B.; Zhou, Q.; Zhang, H.; Wang, Y.; Liu, K.; Zhou, W.; Qin, R.; Liu, Z.; Fu, G.; Zheng, N. The Innovation 2023, 4: 100362.

[3] Shen, H.; Wu, Q.; Malola, S.; Han, Y.-Z.; Xu, Z.; Qin, R.; Tang, X.; Chen, Y.-B.; Teo, B. K.; Häkkinen, H. Zheng, N. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144: 10844.

[4] Jiang, L.; Liu, K.; Hung, S.-F.; Zhou, L.; Qin, R.; Zhang, Q.; Liu, P.; Gu, L.; Chen, H. M.; Fu, G.; Zheng, N. Nat. Nanotechnol. 2020, 15: 848.

[5] Peng, J.; Chen, B.; Wang, Z.; Guo, J.; Wu, B.; Hao, S.; Zhang, Q.; Gu, L.; Zhou, Q.; Liu, Z.; Hong, S.; You, S.; Fu, A.; Shi, Z.; Xie, H.; Cao, D.; Lin, C.; Fu, G. Zheng, L.; Jiang, Y.; Zheng, N. Nature 2020, 586: 390.

 

 

郑南峰，厦门大学教授、嘉庚创新实验室主任、中科院院士、新基石研究员。1998年本科毕业于厦门大学，2005年在加州大学河滨分校获化学博士学位。2005-2007年在加州大学圣芭芭拉分校从事博士后研究。2007年被聘为厦门大学特聘教授，2009年获国家杰青资助，2010年获聘 “长江学者”特聘教授，2022年入选中国化学会会士，2023年入选中科院院士、新基石研究员。主要从事表界面化学研究，已在Science、 Nature、 Nature Nanotech.等期刊上发表论文300余篇，被引36000余次，h-指数102。获国家自然科学奖二等奖（第一完成人）、首届科学探索奖、国家教学成果二等奖（第一完成人）、日本东京大学Zasshi-kai讲席奖等奖项。现任ACS Central Science资深编辑，先后担任Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.、Chem、Joule、中国科学-化学等20余种期刊的编委。