上海交通大学叶天南团队JACS：C2缺陷实现氮气水平吸附活化与高效合成氨

本文针对传统合成氨工艺能耗高、效率低的问题，提出将缺陷位点活化氮气与化学链循环合成氨（CLAS）工艺相结合的新策略。研究背景指出氮气分子高键能导致传统催化剂需要高温高压条件，而阴离子缺陷材料虽能通过缔合机制降低能垒，但端吸附构型限制活化效果。研究目的通过构建大尺寸C2缺陷实现氮气水平吸附，结合过渡金属Ni活化氢气，在CLAS工艺中实现低温高效合成氨。实验结果表明，Ni/BaC2催化剂在100°C常压条件下产氨速率达0.20 mmol g⁻¹h⁻¹，活化能降至28.5 kJ mol⁻¹，并通过表征验证了"水平氮"吸附构型和交替加氢路径。结论表明该方案突破了传统热力学限制，兼具高活性、低能耗和优异稳定性，为绿色合成氨技术提供了新方向。