上海交通大学叶天南团队JACS: 二维电子化合物中N2活化程度调控与合成氨应用

背景：合成氨过程中N≡N三键活化困难，传统二维电子化合物在反应条件下结构不稳定。研究目的：开发一种高效且稳定的二维电子化合物催化剂用于氨合成，并揭示N2活化的调控机制。结论：本研究以Y2C为平台，利用其层间阴离子电子活化N2生成(N₂)δ⁻中间体，负载的Ni纳米颗粒负责H₂解离。通过La掺杂优化Y2C，发现适中的N₂吸附强度有利于高活性(N₂)δ⁻中间体生成，是实现高效合成氨的关键。Ni/La-Y₂C催化剂在400°C和1.0 MPa下氨合成速率达34.6 mmol·g⁻¹·h⁻¹，优于已报道的Ni基、Cs-Ru/MgO及工业Fe基催化剂。该工作为设计先进二维电子化合物催化剂提供了理性框架。