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作者：曹琦;崔璐瑶;
单位：太原理工大学化学与化工学院;
摘要：电化学氮气还原反应(ENRR)是替代Haber-Bosch工艺合成氨的可持续发展技术之一，其核心问题是寻找高催化活性和高选择性的稳定电催化剂。过渡金属氮氧化物(TMNO)表面遵循Mars-van Krevelen(MvK)机理路径进行合成氨反应，表现出比传统缔合机理更有利的N_2吸附和活化，其设计双位点活性催化剂成为高效催化研究的热点。本文选用具有最佳ENRR表现的双位点MoTiNO作为基底，通过密度泛函理论(DFT)计算方法负载Ni构建了Ni-MoTiNO结构作为电化学N_2还原催化剂，进行了结构稳定性、双位点吸附行为、基于原子氢(~*H)迁移辅助MvK机理的ENRR催化活性和电子性质分析四方面的研究。计算结果表明，Ni-MoTiNO表面的双位点(Ni和Nv)协同作用既促进了~*H迁移，又有效打破了ENRR中~*N相关中间体吸附能力和产物脱附能力的线性比例关系。实验证明，合成的Ni-MoTiNO能够有效实现NH_3合成并具有较高的选择性。
关键词：合成氨;;MvK机理;;电催化;;氮空位;;MoTiNO;;负载
基金资助：国家自然科学基金(21978187);; 山西省自然科学基金(202203021221058)
