德国波恩大学的研究人员使用超短激光脉冲诱导产生二氧化碳自由基能够帮助人类减少对不可再生能源的依赖。科学家们使用了一种所谓的铁络合物，中心含有一个带正电的铁原子，使得大气中的二氧化碳成分能够被多次束缚。他们应用飞秒紫外泵浦中红外探针光谱技术，以时间分辨的方式研究了铁复合物内的光诱导主要过程。在受到光激发之后，中性二氧化碳分子以约500 fs的时间从铁复合物排出，产生还原活化形式的二氧化碳。研究员Steffen Straub表示：“铁复合物中二氧化碳自由基的形成改变了原子之间的键，从而降低了二氧化碳特征振动的频率。”

德国波恩大学物理和理论化学研究所PeterVöhringer教授（左）和Steffen Straub教授。图片来源：Barbara Frommann/德国波恩大学。

为了证明活性二氧化碳自由基是由激光脉冲诱导产生的，研究团队在计算机上模拟了分子的振动光谱，然后将计算结果与测量值进行比较。模拟结果与实验结果一致。光谱仪以百万分之一秒的时间分辨率拍摄分子的“快照”，在光谱的基础上，将这些光谱与单个图像相对应，科学家们能够看到脉冲激光照射下的铁复合物在几个阶段是如何变形的，这些键是如何断裂的以及最终如何形成所谓的二氧化碳自由基。

PeterVöhringer教授表示：“我们的发现有可能从根本上改变关于如何从大气中提取二氧化碳这种温室气体的想法，并将其用于生产重要的化学产品。二氧化碳自由基可能成为化工产品的重要基石，如甲醇、尿素和水杨酸。然而，由于激光脉冲对于大规模转换不是十分有效的，所以必须开发适用于工业用途的催化剂。然而，我们的研究结果为如何设计这样的催化剂提供了思路。”

该研究发表于《应用化学》。

来源： https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=63231

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