Angew： Rh(I)-Pt(II) 复合物分子实现N2O、NOx催化还原

纳米技术

2021-09-13

氮氧化物分子（NO_x, NO, N₂O）是21世纪面临的最重要空气污染物。目前氢气主要是通过蒸气重整反应过程获得，同时一些可再生能源被发现能够用于实现价格合理的制氢反应过程得到H₂，因此通过氢气将N₂O、NO_x还原具有一定的前景。

目前多种异相催化剂能够实现N₂O加氢，但是仅有两例以Rh或者Ru的均相催化剂能够催化该反应过程。而且目前还没有相关报道能够实现H₂对NO、NO₂催化反应还原，只有相关报道能够以化学计量比的反应方式进行该反应。

有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Monica Trincado、Hansjörg Grützmacher，亚利桑那大学Thomas L. Gianetti等报道一种含有多齿膦烯烃配体修饰的双金属Rh(I)-Pt(II)复合物分子，能够以H₂将氮氧化物还原为水和氮气。该还原反应在室温和低压（氢气和氮氧化物的总压力为3-4 bar）进行，在N₂O还原为水和N₂分子的过程中实现了587的TON，这个结果是目前相关报道中催化反应的最好结果。在分别进行NO还原、NO₂还原的反应过程中，TON分别为38和8。

本文要点：

（1）

作者通过多核NMR实验、DFT计算结合，给出了这种优异的均相催化反应活性产生的原因，提出了反应的可能机理。研究结果发现，NO₂氢化反应过程含有多个步骤，首先该反应生成NO和H₂O，随后进一步转化为N₂和H₂O。

（2）

该反应中通过NO转化为N₂O过程进行关键的N-N化学键生成，包括在Rh催化活性中心位点上进行还原二聚生成N₂O₂^2-中间体。

参考文献

Pascal Jurt et al. Reduction of Nitrogen Oxides by Hydrogen with Rh(I)-Pt(II) Olefin Complexes as Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202109642

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202109642