電催化一氧化氮還原合成氨和羥胺具有結構敏感性

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員肖建平團隊在電催化一氧化氮還原合成氨和羥胺選擇性研究方面取得新進展，發現了電催化一氧化氮還原合成氨和羥胺具有結構敏感性，為電催化高效可控合成羥胺和電合成催化劑的設計提供理論指導。相關成果發表在《美國化學會雜志》。

羥胺是電催化經C-N偶聯合成氨基酸、尿素等高值化學品的關鍵前驅體，因此，高選擇性地合成羥胺變得非常重要。

本工作中，肖建平團隊基于自主開發的恒電勢模擬方法，并結合微動力學模擬，對不同晶型鈷（hcp-Co，fcc-Co）及單原子鈷（Co- SAC）的電催化合成氨的新路線（eNORR）進行了系統的研究。理論計算表明，六方緊密堆積鈷相對于面心立方鈷更有利于電子和質子的轉移，同時具有更低的反應能壘。研究還發現，單原子鈷可以高選擇性地合成羥胺，主要是因為其帶正電的活性中心使得關鍵中間體的吸附強度發生了改變。

該研究提出調控催化劑的局部結構和電子結構是有效調控eNORR的活性和選擇性的關鍵。