祝賀湖南大學刊發高分論文,譜育LC-MS/MS助力尿素合成開辟新方向
Angewandte Chemie是德國化學學會主辦的學術科研期刊,是世界頂級化學類學術期刊之一,2023年SCI影響因子高達16分以上,刊登過諸多高影響力的化學研究成果。
湖南大學王雙印/陳晨/蔣三平團隊于2023年6月在《Angewandte Chemie》期刊上發表了《Electrocatalytic Urea Synthesis with 63.5% Faradaic Efficiency and 100% N-Selectivity via One-step C–N Coupling》(DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202305447)。團隊通過一步C-N偶聯電催化合成尿素的研究,實現了尿素合成中100% N選擇性和迄今為止報道最高值的法拉第效率63.5%。
▲ 論文首頁
研究中,團隊構建了具有軸向氯配位的 Zn-Mn 雙原子催化劑,催化過程有效避免了N≡N鍵的斷裂,幾乎檢測不到氨,表明共電催化生成尿素體系中N的選擇性達到了100%,打破了以往尿素合成電催化劑必須具備氨合成活性的認知。同時,通過同位素標記LC-MS/MS測量和 Operando 同步輻射傅里葉變換紅外光譜證實,N≡N的激活和固氮活性來自 CO 與吸附的氮氣分子一步 C-N 偶聯過程。該成果也突破了因N≡N的斷裂困難導致電催化NH3和尿素合成效率低下的工業化應用瓶頸。
在該項研究中,譜育科技 EXPEC 5210 三重四極桿液質聯用儀(LC-MS/MS)用于同位素標記的尿素分析。即將化合物分別以14N2、15N2以及混合N2作為氮源進行同位素標記,通過EXPEC 5210檢測產物中同位素物質峰分布,從而判斷尿素合成過程中C-N是兩步偶聯還是一步偶聯。
▲ 尿素及合成產物的LC-MS/MS檢測條件
檢測結果顯示,EXPEC 5210在檢測低含量尿素同位素特征峰時,呈現良好的靈敏度和穩定性,依據同位素氮源標記的檢測結果可以判斷生成的尿素分子中的兩個原子來自同一個N2分子,即C-N偶聯的機理遵循一步偶聯路徑。
EXPEC 5210產品是譜育科技參與“國家重大科學儀器設備研制專項”項目成果,在各學科的研究領域得到了廣泛應用,成為分析研究的得力工具,獲得各行各業用戶廣泛好評。
再次祝賀王教授團隊通過潛心研究摘得科研碩果!
同時也欣喜地看到國產質譜在高精尖科研領域嶄露頭角,國產質譜應用前景日益廣闊。
譜育科技將繼續秉承自主創新的理念,在質譜領域持續研發投入和產品創新,加強產品迭代和應用創新,積極推動國產科學儀器邁向新臺階。
┃ 資料來源
王雙印/陳晨/蔣三平團隊Angew:一步C-N偶聯電催化合成尿素實現100% N選擇性和63.5%法拉第效率
(王雙印課題組發文)
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EXPEC 5210 液相色譜-三重四極桿質譜聯用儀系列(LC-MS/MS)