烷烃不仅是自然界中储量丰富的能源物质，同时也是工业上生产高附加值产品的重要化工原料[1]。但由于烷烃的高稳定性，其活化及转化通常需要相当高的温度，且选择性低，副产物多[2]。因此寻找低温条件下活化烷烃的活性物种一直是科学研究的重要课题[3-4]。目前发现的活性物种大多是阳离子，阴离子很少[5]。本工作通过激光溅射方法产生了 MoCx-团簇，利用四极质量分析器—离子阱—飞行时间质谱联用装置研究了 MoC3-与 C2H6在室温下的反应。实验结果如图 1 所示。理论计算结果验证了上述三条反应通道。自然轨道分析表明在 C3-的阴离子辅助效应下， MoC3-中Mo原子的价层电子轨道能级升高，使得该轨道作为MoC3-的最高占据轨道与乙烷的最低空轨道满足轨道能量、形状、对称性相匹配原则，使得轨道相互作用增强，导致 C-H 键的活化与断裂。该研究结果不仅表明存在一大类活性物种-碳化物阴离子可以在低温条件下活化烷烃，也为合理设计有效催化剂提供了重要线索，同时也为碳化钼催化剂的高反应活性提供一种可能的机理解释。