我院朱纯/梁锦霞团队在《ACS Catalysis》发表高水平研究论文

N2还原制NH3在农业和工业中具有极其重要作用，但传统大规模工业合成氨主要依赖的Haber-Bosch（H-B）过程需要高温高压等苛刻的反应条件，同时需要消耗巨大的化石燃料并会产生大量的CO2排放，因此，开发温和条件下高效的人工模拟生物固氮新型催化剂尤为迫切。

近日，贵州大学化学与化工学院朱纯/梁锦霞教授理论与计算化学课题组采用第一性原理计算和微观动力学模拟从理论上预测得到了具有高稳定性和高催化活性的MXene负载金属单原子催化剂（Zr1@Mo2TiC2）。研究发现，Zr1@Mo2TiC2 表面Zr1单原子协同三个Mo金属原子能够有效活化N2，将NN三键键长从1.08 Å拉长至介于单双键之间的1.329 Å，这也促使N2热催化转化为 NH3 的最优反应路径为解离机制（*N2 →*N + *N，1.13 eV）。此外，微观动力学模拟表明在 51bar和700 K下，N2在 Zr1@Mo2TiC2 SAC上转化为NH3的TOF值高达1.01 × 10−2 s−1 site−1，表明在相对温和的条件下Zr1@Mo2TiC2具有高的催化活性，是一种极具潜力的合成氨催化剂。这项工作对温和条件下的具有原子精确活性位点的单原子/单团簇催化剂的实验研究具有重要的理论指导意义。

该工作以“Unveiling the Nature of High Catalytic Activity of the Zr1@Mo2TiC2 Single-Atom Catalyst for N2-to-NH3 Thermal Conversion”为题发表在《ACS Catalysis》（中科院一区催化领域Top期刊、影响因子11.7）。论文的第一作者为贵州大学化学与化工学院2022级硕士研究生唐毓羚。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.5c00809

团队成员介绍：

朱 纯：贵州大学教授，博士生导师，美国密歇根州立大学和南方科技大学访问学者。主要研究方向为：单原子/单团簇催化剂的设计及其催化机制的理论研究。主持国家和省部级项目共10项，目前已在Angew. Chem. In. Ed.、Nat. Commun.、ACS Catal.、J. Mater. Chem. A、Chin. J. Catal.、Nano Res.等期刊发表SCI论文50余篇。

梁锦霞：贵州大学教授，博士生导师，“西部之光”优秀访问学者。主要研究方向为：单原子/单团簇催化剂的设计及其催化机制的理论研究。目前已在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Nat. Commun.、Chem. Rev.、ACS Catal.、J. Mater. Chem. A、Chin. J. Catal.等期刊上发表论文50余篇，主持国家和省部级项目共6项。

一审：王海燕

二审：吕梦岚

三审：杨  静