调控电荷分布：开启高效氨合成催化剂设计的新大门

为解决高效生产问题，研究人员开展关于催化剂电荷分布调控的研究。发现 Ru 和 BaO 可存储和，优化催化剂活性大幅提升。该研究为设计高效合成催化剂提供新思路，值得一读。

　　

摘要

氨（）作为一种无碳燃料和氢载体受到了广泛关注，因此其高效合成变得愈发重要。“第一作者单位” 的研究人员证明，在氨合成条件下，通过导电碳连接的 Ru 和 BaO 能够像化学电容器一样分别存储电子（）和质子（）。氢气（）活化在 Ru 表面生成的氢原子极化形成对。随后，在碳表面迁移以中和碱性的 BaO，而电子则在导电的 Ru / 碳中积累。随着碳的功函数降低，Ru 逐渐富集电子，这有助于通过 π 反馈作用活化氮气（）并减轻氢气中毒现象。因此，使用具有最低功函数的氮掺杂多壁碳纳米管（N-doped MWNT）合成的优化催化剂，其活性比参考的 Ba-Ru/MgO 催化剂高 7.4 倍。研究结果表明，在反应条件下，催化剂内部的电荷分布会发生显著变化，对其进行合理调控能够实现高效氨合成催化剂的设计。