NHxintermediärer

NHxintermediärer är övergående nitrogen-hydrogen-arter med formeln NHx, där x vanligtvis är 1–3 (NH, NH2, NH3). De uppträder som intermediärer i kemiska reaktioner som involverar kväve och väte och där vätebindingen byggs upp eller bryts ned i flera steg. NHx-intermediärer förekommer ofta i ytbundna reaktionsvägar samt i lösningar och gasformiga system där kvävebundet bryts eller härleds vidare till primära produkter som ammoniak eller aminer.

På katalysatorytor som järn, molybden och andra metaller som används i kvävefixering och ammoniak-syntes bildas NHx-arterna som nyckelsteg i den stegvisa hydrogenationen av adsorberat kväve. Likaså har NHx-intermediärer identifierats i elektrokemiska kvävereduktionsreaktioner (NRR) och i hydroaminationsreaktioner där nitriler, iminer eller alkyner omvandlas till aminer. Deras närvaro och reaktivitet avgör hur effektivt och selektivt ammoniak eller andra kvävebärande produkter bildas.

Funktionellt fungerar NHxintermediärer som proton- och vätebärare i stegvisa överföringar, vilket möjliggör gradvisa hydrogenationsvägar och påverkar både hastighet och produktval. Samtidigt kan starkt bundna NHx-arter leda till katalytisk deaktivering eller sidoreaktioner, vilket utgör en viktig utmaning för optimering av katalysatorer.

Därför studeras NHxintermediärer med in situ-spektroskopi såsom DRIFTS/FTIR, XPS och STM/TERS, samt med teoretiska metoder som DFT för att kartlägga adsorptionsenergier och övergångstillstånd. Förståelsen av NHx-intermediärer är central för att förbättra ammoniakproduktionens energieffektivitet och utveckla nya amineringstekniker i organisk syntes.