近日，由星空（中国）质谱研究团队联合江西中医药大学、吉林大学完成的研究成果“Efficient catalyst-free N2 fixation by water radical cations under ambient conditions ”在Nature子刊《Nature Communications》上发表。星空（中国）江西省质谱科学与仪器重点实验室张小平副教授为论文的第一作者，陈焕文教授为通讯作者。
张小平等人创造性提出了新的水自由基阳离子固氮技术，利用水自由基阳离子二聚体独特的两中心三电子结构，可在常温常压且无需任何催化剂的情况下，将惰性的氮气分子同时还原和氧化为羟胺，以及高附加值的硝酰基，获得了优异的法拉第效率和产率。提出的技术路线既可以像哈伯法一样用于可控大规模高效生产，也具备了生物固氮只需温和条件且无污染的特色，在国际上开辟了一条绿色固氮的新途径。
据悉，水自由基阳离子是张小平等人提出的固氮新途径的核心反应物，也是很多化学反应与生物过程的重要中间体，质谱研究团队十多年来一直从事水自由基阳离子的研究，提出了温和可控的给分子赋能的时空分辨离子化理论，利用电晕放电方法将水蒸气电离为水自由基阳离子，攻克了在常温常压条件下制备水自由基阳离子的国际难题，该成果作为封面文章发表在中国化学会旗舰刊CCS Chemistry上（2022，4（4）：1224-1231）。（文/詹梅香 图/张小平）
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