我院團(tuán)簇和納米材料研究所關(guān)于氮?dú)膺€原合成氨（NRR）的一項理論研究工作近期在Wiley雜志社物理化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊ChemPhysChem上發(fā)表。論文第一作者是碩士生何漢彬，通訊作者是丁迅雷教授。

當(dāng)前，工業(yè)合成氨主要依賴于能耗巨大且環(huán)境污染嚴(yán)重的Haber-Bosch工藝。相比之下，電催化氮?dú)膺€原制氨（NRR）技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢瑑?yōu)化催化劑的穩(wěn)定性和活性，同時有效抑制氫氣生成反應(yīng)（HER），仍是當(dāng)前面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在此背景下，二維材料所承載的單原子和單團(tuán)簇催化劑成為了極具前景的研究方向。作為一種新興的二維材料，多孔氮化石墨烯C2N能夠穩(wěn)定地嵌入多種金屬原子，非常適合作為構(gòu)建單原子和單團(tuán)簇催化劑的載體。基于C2N的孔徑特性，我們精心設(shè)計了金屬三原子團(tuán)簇催化劑M3@C2N（M = Fe, Co, Ni），詳細(xì)研究了其在NRR中的應(yīng)用前景，并探索了堿土金屬Ca原子的引入對催化體系的影響。通過綜合評估催化劑的穩(wěn)定性、NRR活性、選擇性以及與其他催化劑的對比，我們發(fā)現(xiàn)Fe3@C2N是一種極具潛力的NRR催化劑。然而，Ca的加入對催化性能總體上是不利的。這項工作不僅為相關(guān)實驗提供了全面的理論預(yù)測，也為利用多孔二維材料設(shè)計單原子和單團(tuán)簇催化劑提供了寶貴的理論指導(dǎo)，為未來的催化劑設(shè)計開辟了新的思路。

論文題目：Catalysts with Trimetallic Sites on Graphene-like C2N for Electrocatalytic Nitrogen Reduction Reaction: A Theoretical Investigation

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/cphc.202400143