تمت الموافقة على المادة من JACS! يساهم CIQTEK EPR في 27 منشورًا بحثيًا رفيع المستوى

يسعدنا أن نعلن أن منتجات مطياف CIQTEK EPR قد ساهمت في  27  منشورًا بحثيًا رفيع المستوى  حتى الآن!

 

 

إحدى النتائج المختارة 

 

اختزال الدينتروجين المحفز بالفاناديوم إلى أمونيا عبر [V] ligNNH ₂  وسيط.
مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية (2023)

وينشوانغ هوانغ، لينغ يا بينغ، جيايو تشانغ، تشينروي ليو، غويونغ سونغ، جي هو سو، وي هاي فانغ، جانغلونغ كوي، وشاوي هو

 

 

خلاصة

 

الغلاف الجوي للأرض غني بالنيتروجين ₍  78%)، لكن تنشيط وتحويل النيتروجين كان مهمة صعبة بسبب خموله الكيميائي. تستخدم صناعة الأمونيا ظروف درجة الحرارة العالية والضغط العالي لتحويل N2 _و  H2 _إلى  NH3 _على  سطح المحفزات الصلبة. في ظل الظروف المحيطة، يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة ربط وتحويل N2 _إلى  NH3 _عبر  إنزيمات تثبيت النيتروجين القائمة على Fe(Mo/V). على الرغم من إحراز تقدم كبير في البنية والوسائط لإنزيمات تثبيت النيتروجين، إلا أن طبيعة ارتباط N2 _{بالموقع}  النشط والآلية التفصيلية لاختزال N2 _تظل  غير مؤكدة.

تم إجراء دراسات مختلفة حول تنشيط N ₂  مع مجمعات المعادن الانتقالية لفهم آلية التفاعل بشكل أفضل وتطوير محفزات لتخليق الأمونيا في ظل ظروف معتدلة. ومع ذلك، حتى الآن، لا يزال التحويل التحفيزي لـ N ₂  إلى NH ₃  بواسطة مجمعات المعادن الانتقالية يمثل تحديًا. على الرغم من الدور الحاسم للفاناديوم في التثبيت البيولوجي للنيتروجين، هناك عدد قليل من مجمعات الفاناديوم المحددة جيدًا والتي يمكن أن تحفز تحويل N ₂  إلى NH ₃ . على وجه الخصوص، فإن الوسطيات V(NxHy) التي تم الحصول عليها من تفاعلات نقل البروتون/الإلكترون لـ N ₂ المربوطة  تظل غير معروفة.

هنا، توضح هذه الورقة اختزال النيتروجين المحفز بمركب معدن الفاناديوم إلى أمونيا والعزل الأول وتوصيف مركب هيدرازيد محايد وسيط ([V]=NNH 2 ₎ من نظام منشط بالنيتروجين، مع محاكاة عملية التحويل الدوري بواسطة اختزال مركب الفاناديوم الأميني البروتوني ([V]-NH ₂ ) للحصول على مركب الدينتروجين وإطلاق الأمونيا. توفر هذه النتائج رؤى غير مسبوقة حول آلية اختزال _{النيتروجين}  المرتبط بإنزيمات تثبيت النيتروجين FeV من خلال الجمع بين الحسابات النظرية لتوضيح التحويل المحتمل للنيتروجين إلى الأمونيا عبر المسار البعيد في هذا النظام الحفاز.

 

مجموعة البروفيسور الدكتور شاوي هو في جامعة بكين للمعلمين مكرسة لتطوير مجمعات معدنية انتقالية لتنشيط الجزيئات الصغيرة الخاملة. في الآونة الأخيرة، وبالتعاون مع مجموعة البروفيسور الدكتور جانجلونج كوي، أبلغنا عن اختزال النيتروجين إلى أمونيا محفز بواسطة مجمعات معدن الفاناديوم من خلال مجموعة من الحسابات النظرية والدراسات التجريبية. نُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، وكان Wenshang Huang (طالب ماجستير) وLingya Peng (طالب دكتوراه) المؤلفين الأوائل لهذه الورقة، حيث عملا على الحسابات التجريبية والنظرية ، على التوالى. كما حظيت الدراسة بدعم قوي من قبل البروفيسور الدكتور ويهاي فانغ من جامعة بكين للمعلمين، والأستاذ الدكتور غويونغ سونغ من جامعة بكين للغابات، والأستاذ الدكتور جيهو سو من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين.

 

 

تخليق محفزات معقدة من معدن الفاناديوم

 

 

سلسلة من مجمعات الدينتروجين مع POCOP(2,6-( ^t Bu ₂ PO) ₂ -C ₆ H ₃ ) وPCP (2,6- ( ^t Bu ₂ -PCH ₂ ) ₂ -C ₆ H ₃ ) كماشة و تم تصنيع الأكسجين العطري / بروابط الألكوكسي الفاناديوم (3a-e)، وتكون مجمعات الكماشة شديدة التفاعل في اختزال وتحويل N2 _،  بينما يؤدي تفاعل الاختزال تحت جو الأرجون إلى المركب ثنائي التكافؤ المقابل (4a-e)، والمركب ثنائي التكافؤ يمكن أن يتفاعل مع النيتروجين (تفاعلية عالية) ليتحول إلى مركب الدينتروجين المقابل. تمت دراسة تأثير مذيب النظام، والمحفز، وكاشف البروتون، وعامل الاختزال على تفاعل الاختزال الحفزي، وتبين أنه في ظل ظروف معينة، كان مركب ثنائي النيتروجين 3ب هو الأكثر نشاطًا ويمكن أن يحفز تحويل الاختزال لـ النيتروجين إلى الأمونيا.

 

 

يمكن تحويل المركب 3ب إلى مركب أسيل هيدرازيد 5ب ([V]=NNH ₂ ) عن طريق تفاعلات البروتونة والاختزال. يمكن للمركب 5ب أن يتوسط تحويل  ¹⁵ N ₂  إلى  ¹⁵ NH ₃ ، مما يشير إلى أنه وسيط تحفيزي محتمل. تعتبر مركبات هيدرازيد الفلز الانتقالي (M=NNH2) بمثابة وسيط رئيسي في مسارات تفاعل الموقع النهائي أو مسارات تفاعل من النوع المختلط (الموقع النهائي/المتناوب) في عمليات تثبيت النيتروجين البيولوجية والكيميائية والكهروكيميائية، ولكن عزل المركبات _{المحايدة} تعتبر وسيطة هيدرازيد من الأنظمة الحفزية لاختزال النيتروجين أمرًا صعبًا، و5 ب هو أول مركب هيدرازيد محايد معزول من نظام نشط بالنيتروجين، وتشير حسابات DFT إلى أنه يحتوي على ما يصل إلى 59.1 سعرة حرارية / مول من الطاقة الخالية من تفكك رابطة NH (BDFEN-H) وهو عامل مهم لوجودها المستقر نسبيا.

 

 

إي بي آر

 

 

يُظهر طيف EPR المسحوق بتردد 9.4 جيجا هرتز الذي تم الحصول عليه عند 90 K لـ 5b المركز V (I = 7/2) الذي يتميز بقيم g و A متباينة الخواص gx = 1.995، gy = 1.992، gz = 1؛ الفأس = 20 G، Ay = 25 G، وAz = 133.7 G، مما يشير إلى حالة دوران الحالة الأرضية dxy (الشكل 5). بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا حل المعادلتين 31P (I = 1/2) في أطياف EPR السائلة والمسحوقة من خلال اقتران فائق الدقة الخواص تقريبًا يبلغ 21.5G. لم يتم حل الهياكل فائقة الدقة المحتملة من النوى المحيطة الأخرى. تشير هذه النتائج إلى أن PVP يشكل بنية مخروطية، تتوافق مع البنية البلورية.5 ب توضح خريطة كثافة الدوران المحسوبة أن الدورات موزعة بشكل أساسي على V (الشكل S48)، وهو ما يتوافق مع نتائج EPR.

 

آلية تفاعل تثبيت النيتروجين للمركب 5ب

 

 

خاتمة

 

أظهرت النتائج أن مجمعات الفاناديوم المعدنية الانتقالية مع POCOP والروابط المساعدة للأريلوكسي يمكنها تثبيت الأنواع النيتروجينية النشطة (NHy) وتعزيز التحويل الحفزي لـ N ₂  إلى NH ₃ ، وبالتالي توفير المزيد من وجهات النظر حول آلية تثبيت النيتروجين البيولوجي، خاصة بالنسبة للآلية. تخفيض N ₂  المتعلق بإنزيمات تثبيت النيتروجين FeV، وتقديم أفكار جديدة لتصميم محفزات تصنيع الأمونيا الأكثر كفاءة.

 

 

قائمة الإنجازات البحثية الممنوحة - مطياف CIQTEK EPR المتضمن

 

1. اختزال الدينتروجين المحفز بالفاناديوم إلى أمونيا عبر [V] lagNNH ₂  متوسط. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية  (2023)

 

2. فهم الأنظمة القائمة على بيروكسيمونوسلفات التحفيز الكهربائي مع الأنودات BDD مقابل DSA: آليات التحلل الراديكالية مقابل غير الجذرية. تكنولوجيا الفصل والتنقية  (2023)

 

3. التأثير التآزري للمنشطات الخلالية C والشواغر الأكسجين على النشاط الضوئي للألياف النانوية TiO ₂  نحو تقليل _ثاني أكسيد الكربون  . التحفيز التطبيقي ب: بيئي  (2022)

 

4. المواقع النشطة الديناميكية في أوكسي هيدروكسيد NiFe عند زخرفة الجسيمات النانوية للجسيمات النانوية ذات الكفاءة العالية MnO2-melittin بمثابة علاج مناعي فعال مضاد للورم من خلال تعزيز الاستجابة المناعية الجهازية لأكسدة الماء الكهروكيميائية. طاقة النانو  (2022)

 

5. إنشاء مواقع مزدوجة Cu1-Ti لتطور الهيدروجين الضوئي عالي الكفاءة. طاقة النانو  (2022)

 

6. نظام كهروكيميائي حيوي قابل لإعادة الشحن بالطاقة الشمسية يعتمد على استراتيجية تتبع الكربون لتعزيز التمثيل الكهربي للجلوكوز. طاقة النانو  (2022) 

 

7. يعزز المجال الكهربائي المدمج المعزز أداء الهيدروجين التحفيزي الضوئي للبوليمرات المستمدة من تقديم رابطة التنسيق B← N. العلوم المتقدمة  (2022) 

 

8. نهج EPR خارج الموقع لاستكشاف السلوك الكهروكيميائي لكاثود البوليمر الصغير المسامي المرتبط بأريلبورون. مجلة الهندسة الكيميائية  (2023)

 

9. تنظيم شواغر الفوسفور والاقتران البيني للهيكل المتغاير CoP@ FeP2 المشتق من القالب الحيوي لتعزيز حركية التفاعل السعوي الكاذب. مجلة الهندسة الكيميائية  (2022) 

 

10. تعمل جزيئات MnO2-melittin النانوية كعلاج مناعي فعال ضد الأورام من خلال تعزيز الاستجابة المناعية الجهازية. المواد الحيوية  (2022) 

 

11. تحقيق تباطؤ حراري كبير في مجمع المنغنيز (II) القائم على الأنثراسين عن طريق نقل الإلكترون المستحث بالصور.  التواصل مع الطبيعة  (2022) 

 

12. الأكسدة الهوائية عالية الكفاءة المستحثة بالضوء الأحمر لمركبات البورون العضوية باستخدام السبانخ كمحفز ضوئي. الكيمياء الخضراء  (2022) 

 

13. هندسة الأوجه البلورية والبنية المجهرية في أكسيد الزنك لأكسدة NO التحفيزية الضوئية. مجلة المواد الخطرة  (2022) 

 

14. فسفورية واسعة النطاق للضوء المرئي وقابلة للإثارة في درجة حرارة الغرفة عبر مجاميع الصبغة المعزولة من موقع البوليمر. المواد البصرية المتقدمة  (2022) 

 

15. بناء شبكة نانوية كربونية مزدوجة الجدران. مقياس النانو  (2021) 

 

16. تصميم وتصنيع البلورة الفوتونية ذات النقطة الكمومية الحساسة للفوسفور الأسود TiO2 مع أنشطة التحفيز الضوئي المتميزة. علوم الأسطح التطبيقية  (2023) 

 

17. إنشاء مجال كهربائي داخلي في SnO2@ZnS-ZnSn(OH)6 من الوصلات المزدوجة من النوع II لتحقيق أكسدة ضوئية فعالة. مواد العلوم الصينية  (2022) 

 

18. إنشاء هيكل متعدد الطبقات Og-C3N4@W18O49 للأكسدة التحفيزية العميقة NO. تكنولوجيا الفصل والتنقية  (2022) 

 

19. معالجة الأكسدة التحفيزية الكهربية التي يهيمن عليها الأكسجين لمياه الصرف الصحي لمركب الأمونيوم الرباعي عالي الملوحة باستخدام أنود Ti/(RuxIry) O2. البحوث البيئية  (2022) 

 

20. دراسة التحول والأداء السعوي للصفائح النانوية NiCoP المستحثة بـ Al باعتبارها مادة إلكترودية متقدمة للمكثفات الفائقة.  الأسطح والواجهات  (2022) 

 

21. محفز ضوئي جديد غير معدني عالي التبلور g-C3N4 لتحسين كفاءة تطور الهيدروجين. المجلة الدولية للطاقة الهيدروجينية  (2022) 

 

22. السلوكيات الكيميائية البينية وأداء إزالة الهيدروكربونات البترولية لمركبات الفحم الحيوي والمعدنية المحضرة بالتحلل الحراري بخطوة واحدة. الغرويات والأسطح أ: الجوانب الفيزيائية والكيميائية والهندسية  (2022) 

 

23. حمض أنثراسين-9 و10-ثنائي الكربوكسيل الضوئي لضبط اللونية الضوئية في بوليمرات تنسيق الكادميوم/الزنك. الكيمياء غير العضوية  (2022) 

 

24. تعزيز مغنطة درجة حرارة الغرفة الكبيرة في إطار معدني عضوي قائم على النحاس. الكيمياء غير العضوية  (2022) 

 

25. الفوتوكرومية دي-فوسفونات المجمعة بواسطة مشتق البيريدين: التوليف والهيكل والفوسفور المعزز بالضوء في درجة حرارة الغرفة. النمو والتصميم البلوري  (2022) 

 

26. من المغناطيسية الحديدية الضعيفة إلى القوية: ضبط الخواص المغناطيسية لمجمع Fe3+ أحادي النواة عن طريق اللونية الضوئية لنقل الإلكترون. النمو والتصميم البلوري  (2022) 

 

27. صفائح نانوية من خامس أكسيد الفاناديوم تحتوي على شواغر غنية بالأكسجين كقطب كهربائي عالي الأداء للمكثفات الفائقة.  الأيونات  (2022) 

 

 

 

CIQTEK التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي الإلكتروني (EPR).

 

يوفر التحليل الطيفي CIQTEK EPR (ESR) طريقة تحليلية غير مدمرة للكشف المباشر عن المواد البارامغناطيسية. يمكنه دراسة تكوين وبنية وديناميكيات الجزيئات المغناطيسية، وأيونات المعادن الانتقالية، والأيونات الأرضية النادرة، والمجموعات الأيونية، والمواد المخدرة، والمواد المعيبة، والجذور الحرة، والبروتينات المعدنية، والمواد الأخرى التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة، ويمكن أن توفر في الموقع وغير - معلومات مدمرة على المقياس المجهري لدوران الإلكترون والمدارات والنوى. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والمواد والصناعة، الخ.