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东南大学王金兰JACS:基于表面加氢的电催化固氮反应新机理

阅读量:3722717 2019-10-23



电催化固氮是极具潜力的绿色可持续产NH3途径,然而,当前报道的N2还原的反应机理存在局限性,有待进一步探究。
近日,东南大学的王金兰教授提出了一种表面加氢的反应机理,能很好地解释当前研究过程中实验和理论计算之间存在的差异。

本文要点
要点1. 理论计算的结果表明,表面加氢可以驱动N2在催化剂(贵金属)表面的低还原电位还原。不同于常规机理提出的N2还原第一步反应是N2吸附活化,作者发现H+的还原是第一步反应,而且还可能是整个N2还原反应的关键所在。
要点2. 随后,N2可以克服相对较高的反应能垒,被H+还原得到的*H活化生成*N2H2,这一步是反应的决速步。此外,作者还发现表面*H和催化剂的协同作用在N2的活化中起重要作用。

Chongyi Ling, et al. New Mechanism for N2 Reduction: The Essential Role of Surface Hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b09232.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09232.

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