近日，我所雷力团队在美国化学会Inorganic Chemistry期刊上报道了一种新型高压耦联化学反应（High-pressure coupling reaction，HPC）。实现在较温和的合成条件下合成了铼氮化物的块体材料。科学网（http://www.sciencenet.cn/）对该研究工作上进行了专题报道。

早在2009年，我所的雷力与贺端威就发现了一种新型高压固相复分解反应（HPSSM），如发生在FeOOH与BN之间形成Fe₃N的这个高压化学反应： 

 （1）

HPSSM反应可形成游离的氮离子，并很容易和金属发生反应形成金属氮化物。HPC反应的合成策略是通过在HPSSM反应的前驱体中添加金属单质铼（Re），使铼原子直接参与（1）式的中间阶段与游离氮离子结合直接参与氮化反应，形成铼氮化合物：

（2）

通过耦合HPSSM反应，铼氮化的反应势垒明显降低：Re₃N和Re₂N的合成压力分别从13 GPa和20 GPa降低至10 GPa，形成2-3 mm球状块体Re_xN/Fe₃N复合材料(2≤x≤3)。新型HPC反应对理解高压下离子交换机制和非常规条件下的化学合成都具有重要的意义。

硕士研究生张恒源是论文第一作者，四川大学原子与分子物理研究所为论文的第一作者单位。论文的合作单位包括吉林大学超硬材料重点实验室、日本爱媛大学地球动力学研究中心和四川大学物理学院。

相关论文信息：High-pressure coupling reactions to produce a spherical bulk Re_xN/Fe₃N Composite. Inorg. Chem. 2023, 62, 16, 6263–6273. (原文链接)