北京工业大学于澍燕教授课题组与国内外课题组通力合作，近日在环境污染物二硫化碳（CS₂）和羰基硫（COS）的室温水解脱除方面取得新进展。相关成果以“Hydrolytic cleavage of both CS₂ carbon–sulfur bonds by multinuclear Pd(II) complexes at room temperature（多核二价钯室温水解脱除二硫化碳的两个碳硫双键）”为题于2016年10月24日在《自然·化学》发表（Nat. Chem., 2016, DOI: 10.1038/nchem.2637）。相关新技术于2016年5月23日以北京工业大学为专利权人申请了中国国家发明专利（专利申请号：201610344390.3）。 

　　CS₂和COS是大气污染物二氧化硫的主要来源。而催化断裂二硫化碳的两个碳硫双键所需能量非常高(>700 kJ mol^-1)，在温和条件下很难断裂，尤其是第二个碳硫双键的断裂非常罕见，且羰基硫的低化学活性使其无法运用一般无机硫的脱除方法进行有效完全地脱除。催化水解法被认为是一种具有较好应用前景的羰基硫脱除技术，传统工艺一般是在非均相催化剂和高温高压条件下实现的，因此发展均相、低温、绿色、高效的新型催化剂无论是在催化基础研究还是环境污染治理应用方面都是一大挑战。 

　　该团队设计合成了一系列空气稳定的双钯成键的配合物，促进了CS₂两个碳-硫双键在室温下温和的水解切断，生成CO₂和三角环状三核钯-钯成键簇合物。该三角环状钯簇合物被硝酸氧化后，可以再生双核钯起始物，并释放出SO₂和NO₂。同位素标记实验证明，CO₂产物分别来源于CS₂和H₂O，反应中间体分别用气相和液相ESI（电喷雾电离质谱）以及FT-IR（傅里叶变换红外光谱）在线跟踪观察到。研究人员基于实验观察到的中间体，运用DFT（密度泛函理论）辅助计算，提出了比较合理的反应机理。作者表示，这是一例典型的“超金属-金属成键自发组装并活化/催化惰性小分子的多重键”过程，首次在温和条件下切断两个碳-硫键，为设计脱除CS₂和COS的新型催化剂开辟了新的途径。 

　　双核钯化合物催化裂解CS₂转化为CO₂，图来源：Nature Chemisty 

　　（摘自 自然科学基金委）