Gas-Phase Synthesis of Metal Olefins: Plasma-Assisted Methane Dehydrogenation and C═C Bond Formation

脱氢 化学 甲烷 甲烷氧化偶联 金属 键能 光化学 分析化学(期刊) 无机化学 分子 催化作用 有机化学
作者
Xiaoyan Sun,Qiuhao Yi,Chaonan Cui,Wen Gan,Zhixun Luo
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:126 (7): 1123-1131 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpca.1c10012
摘要

Methane dehydrogenation and C-C coupling under mild conditions are very important but challenging in chemistry. Utilizing a customized time of flight mass spectrometer combined with a magnetron sputtering (MagS) cluster source, here, we have conducted a study on the reactions of methane with small silver and copper clusters simply by introducing methane in argon as the working gas for sputtering. Interestingly, a series of [M(CnH2n)]+ (M = Cu and Ag; n = 2-12) clusters were observed, indicating high-efficiency methane dehydrogenation in such a plasma-assisted chamber system. Density functional theory calculations find the lowest energy structures of the [M(CnH2n)]+ series pertaining to olefins indicative of both C-H bond activation of methane and C-C bond coupling. We analyzed the interactions involved in the [Cu(CnH2n)]+ and [Ag(CnH2n)]+ (n = 1-6) clusters and demonstrated the reaction coordinates for the "Cu+ + CH4" and "Ag+ + CH4." It is illustrated that the presence of a second methane molecule enables us to reduce the necessary energy of dehydrogenation, which concurs with the experimental observation of an absence of the metal carbine products Cu+CH2 and Ag+CH2, which are short-lived. Also, it is elucidated that the higher-lying excitation states of Cu+ and Ag+ ions enable more favorable dehydrogenation process and C═C bond formation, shedding light on the plasma assistance of the essence.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
淡淡从安发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
3秒前
充电宝应助热情的依秋采纳,获得10
5秒前
在水一方应助二十而耳顺采纳,获得10
5秒前
甜味白开水完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
9秒前
t妥妥滴发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
茉莉猫哟发布了新的文献求助10
12秒前
酷波er应助caoju采纳,获得10
12秒前
ohh完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
科研小白发布了新的文献求助10
14秒前
欣喜面包完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
苏苏发布了新的文献求助10
17秒前
Ljh发布了新的文献求助10
19秒前
SciGPT应助科研小白采纳,获得10
19秒前
22秒前
22秒前
24秒前
24秒前
24秒前
sss完成签到,获得积分10
26秒前
拼搏君浩发布了新的文献求助10
26秒前
虚幻的楼房完成签到 ,获得积分10
27秒前
科研小白完成签到,获得积分10
28秒前
滕皓轩发布了新的文献求助10
30秒前
旅程发布了新的文献求助30
30秒前
30秒前
32秒前
二十而耳顺完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
科研求助者03完成签到,获得积分10
35秒前
温暖宛筠发布了新的文献求助10
36秒前
zxer发布了新的文献求助10
36秒前
小溪苏发布了新的文献求助10
38秒前
852应助一只奇怪的鸟采纳,获得30
42秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Using a Non-Equivalent Control Group Design in Educational Research 200
Public Health, Personal Health and Pills: Drug Entanglements and Pharmaceuticalised Governance 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5868245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6439836
关于积分的说明 15658050
捐赠科研通 4983670
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2687581
邀请新用户注册赠送积分活动 1630242
关于科研通互助平台的介绍 1588346