硼自由基會讓氮化硼活潑起來嗎?氮化硼一直被認為是一種化學惰性的無機非金屬材料，然而就在最近，這種材料卻在催化領域展現出出乎意料的活性，引起廣泛的關注。

不同形貌的氮化硼(如納米片、納米管)已經成功地應用于催化一些重要的工業過程，如乙炔氫氯化和丙烷脫氫反應等。根據這些研究結果，氮化硼的催化活性源自其結構中的各種缺陷和邊緣效應。然而，精準的活性位點及催化機理尚不明確。

近日，澳大利亞迪肯大學的楊文榮研究組與陳英研究組合作，首次檢測到在氮化硼納米結構中的硼自由基及其催化反應的工作機理。

文章通過化學試劑，化學實驗和理論計算，證實了硼自由基是其催化反應的活性位點。在實驗方面，該研究組利用硼自由基對一種穩定的活性自由基的淬滅作用，通過電子自旋共振(ESR)光譜定量氮化硼(納米片或納米顆粒)表面上硼自由基的密度。密度泛函理論(DFT)計算結果顯示，硼自由基產生于氮化硼納米片的缺陷和邊緣處。

作者通過強超聲剝離的方法，增加硼-氮鍵的斷裂數量，產生更多的缺陷和不飽和的硼原子(硼自由基)，使其對DPPH的淬滅作用更強。有趣的是，通過對比實驗，當以不同的末端基團(氨基或羥基)修飾氮化硼時，并不會影響檢測到的自由基強度和催化活性，更進一步證實其活性位點是以硼原子為中心的硼自由基，而不是以氮原子或氧原子為中心的其他基團。

隨后，該研究組成功地將氮化硼納米片用于過氧化氫對3,5,3',5'-tetramethylbenzidine (TMB)的催化氧化反應。

他們發現，硼自由基能促進過氧化氫的催化分解，形成的羥基自由基進一步與無色的TMB發生反應，通過自身電子的轉移，氧化成一種藍色的、二亞胺型的產物。過氧化氫分解產生的羥基自由基可以被自由基捕捉劑(5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide, DMPO)捕獲，并通過ESR光譜進行確定。通過實驗發現，氮化硼納米片的存在促進羥基自由基的產生。該研究首次提出了一種基于硼自由基的催化反應機理，為氮化硼在催化領域的發展另辟蹊徑。