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
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
刚刚
刚刚
科研通AI2S应助artoria采纳,获得10
刚刚
斯文钢笔发布了新的文献求助10
刚刚
Clare完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
无辜丹翠完成签到 ,获得积分10
1秒前
念l完成签到,获得积分10
1秒前
十一完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
SSNN完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
德伯88完成签到,获得积分20
3秒前
天才c发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
蓝天发布了新的文献求助10
7秒前
yu发布了新的文献求助10
7秒前
大婷子发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
木杉发布了新的文献求助10
9秒前
单薄谷秋发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
FashionBoy应助我没钱采纳,获得10
11秒前
chlc6973完成签到,获得积分10
11秒前
兴奋听荷完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
YSK819完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Lucas应助眯眯眼的世界采纳,获得10
15秒前
风轻发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
乐乐应助ohh采纳,获得10
16秒前
bo应助析木采纳,获得10
16秒前
17秒前
单薄谷秋完成签到,获得积分10
17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
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184391
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011685
关于积分的说明 16664077
捐赠科研通 5283697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816584
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660883