金屬表界面配位化學(xué)

鄭南峰^1,2*

¹ 廈門(mén)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，固體表面物理化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廈門(mén)，361005

² 嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，廈門(mén)，361102

*Email: nfzheng@xmu.edu.cn

 

固體表界面是眾多化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，直接影響其化學(xué)性能，表界面改性也因此成為優(yōu)化固體功能材料化學(xué)性能的重要手段。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)固體表面界面化學(xué)反應(yīng)的精確控制是多相催化研究中長(zhǎng)期面臨的挑戰(zhàn)，這有賴于我們對(duì)固體表界面化學(xué)反應(yīng)分子機(jī)制認(rèn)識(shí)的長(zhǎng)期積累。對(duì)于金屬功能材料而言，有機(jī)配體修飾和負(fù)載是常用的兩種表界面改性策略，相關(guān)改性往往導(dǎo)致金屬原子與有機(jī)配體、來(lái)自載體的配位物種形成特定的表界面配位作用，在化學(xué)反應(yīng)中這些表界面配位物種會(huì)影響反應(yīng)底物與金屬表面原子的相互作用甚至直接參與反應(yīng)，產(chǎn)生不同的界面效應(yīng)，在分子水平上理解這些界面效應(yīng)是理性設(shè)計(jì)材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但因缺乏表界面配位的表征方法與技術(shù)，表界面配位化學(xué)的研究仍很有限，面臨著諸多挑戰(zhàn)。本報(bào)告將匯報(bào)我們課題組如何在發(fā)展金屬表界面模型材料（包括金屬團(tuán)簇、特定表面結(jié)構(gòu)納米晶體和單晶表面等）構(gòu)筑新方法的基礎(chǔ)上，破解系列典型金屬-有機(jī)界面和金屬-載體界面的分子層面結(jié)構(gòu)，并從配位化學(xué)角度揭示了相關(guān)界面參在物種活化與轉(zhuǎn)移、反應(yīng)結(jié)構(gòu)控制、電子/質(zhì)子傳遞等反應(yīng)過(guò)程的分子機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬多相催化、防腐等若干重要表界面化學(xué)行為的精準(zhǔn)操縱，實(shí)現(xiàn)了一些高端精細(xì)化學(xué)品的綠色合成。

關(guān)鍵詞：表界面配位化學(xué)；精準(zhǔn)催化；加氫催化；金屬防腐

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鄭南峰，廈門(mén)大學(xué)教授、嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主任、中科院院士、新基石研究員。1998年本科畢業(yè)于廈門(mén)大學(xué)，2005年在加州大學(xué)河濱分校獲化學(xué)博士學(xué)位。2005-2007年在加州大學(xué)圣芭芭拉分校從事博士后研究。2007年被聘為廈門(mén)大學(xué)特聘教授，2009年獲國(guó)家杰青資助，2010年獲聘 “長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授，2022年入選中國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)士，2023年入選中科院院士、新基石研究員。主要從事表界面化學(xué)研究，已在Science、 Nature、 Nature Nanotech.等期刊上發(fā)表論文300余篇，被引36000余次，h-指數(shù)102。獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（第一完成人）、首屆科學(xué)探索獎(jiǎng)、國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)（第一完成人）、日本東京大學(xué)Zasshi-kai講席獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)?，F(xiàn)任ACS Central Science資深編輯，先后擔(dān)任Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.、Chem、Joule、中國(guó)科學(xué)-化學(xué)等20余種期刊的編委。