近日，中科院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室、大連光源科學研究室研究員江凌團隊，與復旦大學教授周鳴飛合作，利用基于大連相干光源自主研制的中性團簇紅外光譜實驗裝置，在中性鈦羰基化合物中發(fā)現(xiàn)了碳—碳偶聯(lián)反應，突破了人們對激光濺射只能制備同質(zhì)金屬羰基化合物的認知，從全新的角度詮釋了金屬對一氧化碳的插入反應機制。相關研究成果發(fā)表在《物理化學快報》上。

金屬羰基化合物在費托反應和醇合成等能源催化過程中起著重要作用。激光濺射是制備金屬羰基化合物的最有效方法之一，該方法的產(chǎn)物通常是同質(zhì)金屬羰基化合物M(CO)_n。江凌介紹，離子型金屬羰基化合物比較容易制備和質(zhì)量選擇，研究最為廣泛。然而，中性金屬羰基化合物由于缺乏電荷，難于探測和質(zhì)量選擇，實驗研究非常困難。

為實現(xiàn)對中性金屬羰基化合物的精準探測和結構解析，江凌團隊近年來在相關實驗技術發(fā)展上取得了突破，自主研制了高通量的激光濺射團簇源，建立了基于大連相干光源的紅外+極紫外（IR+VUV）雙共振中性金屬團簇紅外光譜實驗方法，實現(xiàn)了金屬化合物的高靈敏探測及結構表征研究，對詮釋催化反應機制具有重要作用。

近日，江凌和周鳴飛團隊利用自主研制的IR+VUV中性金屬團簇紅外光譜實驗裝置，研究了中性金屬鈦與一氧化碳的反應機理。研究結果表明，所測產(chǎn)物均含有新穎的OTi(CCO)(CO)_n-2結構。該工作意外發(fā)現(xiàn)了碳—碳偶聯(lián)的CCO基元，揭示了CO活化的新機制，突破了人們對激光濺射只能制備同質(zhì)金屬羰基化合物的認知，為研究單金屬中心插入CO的微觀機理提供了新的思路，對CO活化和轉(zhuǎn)化等基礎和應用研究具有重要意義。

據(jù)悉，由于大連相干光源的波長范圍涵蓋了絕大多數(shù)中性分子和團簇的第一電離勢，因此，基于大連相干光源的IR+VUV中性金屬團簇紅外光譜實驗方法，為開展各類中性金屬與甲烷等能源分子的反應機制、催化反應中間體和自由基的探測等科學研究開啟了一扇窗。