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藥學院朱華結團隊在模擬“化學酶”催化固氮研究取得新進展

2020-04-14

人類通過工業固氮過程每年所耗費的能源占全球能源總供給量的1–3%，產生的二氧化碳占其釋放總量的1%。在能源與環境問題日益嚴峻的今天，如果能發現一個高效的均相催化體系，實現類似固氮酶溫和條件下將氮氣轉化為氨的反應，具有十分重要的經濟價值和社會效益。藥學院朱華結教授團隊在“化學酶”固氮領域取得新進展。

理論模擬發現，2,3’-聯吡啶作為一種橋聯路易斯堿可以先與雙硼烷形成硼烷“口袋”，然后同氮氣分子配位形成一種氮氣硼烷自組裝系統。雙硼烷在此自組裝系統中的裂解可以活化極為惰性的氮氣分子，而其活化能也僅為23 kcal/mol。此項研究不僅揭示了氮氣與硼烷之間可以發生成鍵作用，也為催化固氮研究開辟了一條新的研究路線。該項研究近期順利被Journal of the American Chemical Society接收（J. Am. Chem. Soc.2020, 142, 6244-6250）。其中河北大學為第一完成單位，藥學院青年教師李龍飛博士為該論文的第一作者與通訊作者，朱華結教授為通訊作者。

J. Am. Chem. Soc.作為美國化學會旗艦刊物，被公認為材料與化學類雜志的龍頭（谷歌學術將所有學科分為八大領域，J. Am. Chem. Soc.位列材料與化學大領域第一）。