Les hydrures métalliques (MH), intermédiaires critiques mais omniprésents dans une grande variété de réactions catalytiques, sont importants dans le domaine de la catalyse hétérogène. Cependant, la caractérisation et la compréhension complètes des espèces MH restent difficiles.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur HOU Guangjin du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a révélé l’espèce réactive gallium-hydrogène (Ga-H) à la surface de l’oxyde de gallium (Ga2O3 ) en utilisant la résonance magnétique nucléaire à l’état solide (ssNMR).
Cette étude a été publiée dans Journal de l’American Chemical Society.
Les chercheurs ont fourni des preuves par ssNMR d’espèces de Ga-H de surface générées sur un catalyseur pratique d’oxyde de nano Ga2O3 lors des réactions d’activation directe de H2 et de déshydrogénation du propane.
Ils ont découvert que la signature RMN 1H complexe des espèces Ga-H provenait de couplages J forts et dipolaires/quadrupolaires à l’aide de techniques RMN et de simulations numériques. Et ils ont révélé des informations complètes sur la configuration structurelle et le mécanisme de formation de cette espèce spéciale de MH avec une analyse complémentaire RMN et DFT.
De plus, ils ont utilisé une expérience d’adsorption de 13CO2 pour prouver que les espèces Ga-H étaient les intermédiaires clés dans le processus d’hydrogénation du CO2.
« L’approche analytique présentée dans cette étude peut être étendue à d’autres analyses M–H, et elle peut bénéficier à la conception de catalyseurs à base de Ga plus efficaces », a déclaré le professeur Hou.
Hongyu Chen et al, Détection directe d’espèces réactives d’hydrure de gallium sur la surface de Ga2O3 via la spectroscopie RMN à l’état solide, Journal de l’American Chemical Society (2022). DOI : 10.1021/jacs.2c01005