The Innovation | K助剂中的活性氢调控Fe基催化剂合成氨机制

背景：钾（K）是工业铁基合成氨催化剂中常用的经典助剂，但其在反应条件下的真实化学态和作用机理长期以来存在争议。传统观点认为钾主要通过提供电子促进氮气解离，但对氢物种的作用认识不足。研究目的：本研究旨在从活性氢的视角，系统探究钾助剂中不同化学态氢（正氢H⁺与负氢H⁻）在铁基催化剂合成氨过程中的具体作用及促进机制。结论：研究发现，氢化钾（KH）和氢氧化钾（KOH）均能大幅提升铁基催化剂活性，但作用机制不同。KH中的负氢（H⁻）具有强还原性，可与铁氮化物反应生成KNH₂中间体并释放活性铁位点；KOH则为表面吸附的氮提供质子氢（H⁺）。两者中的晶格氢均优先参与初始氨生成，证实了活性氢是催化合成的关键参与者，而非仅作为电子助剂。该发现为重新理解碱金属助剂作用及设计高效合成氨催化剂提供了新思路。