我院团簇和纳米材料研究所关于氮气还原合成氨（NRR）的一项理论研究工作近期在Wiley杂志社物理化学领域权威期刊ChemPhysChem上发表。论文第一作者是硕士生何汉彬，通讯作者是丁迅雷教授。
当前，工业合成氨主要依赖于能耗巨大且环境污染严重的Haber-Bosch工艺。相比之下，电催化氮气还原制氨（NRR）技术展现出了巨大的发展潜力。然而，优化催化剂的稳定性和活性，同时有效抑制氢气生成反应（HER），仍是当前面临的关键挑战。在此背景下，二维材料所承载的单原子和单团簇催化剂成为了极具前景的研究方向。作为一种新兴的二维材料，多孔氮化石墨烯C2N能够稳定地嵌入多种金属原子，非常适合作为构建单原子和单团簇催化剂的载体。基于C2N的孔径特性，我们精心设计了金属三原子团簇催化剂M3@C2N（M = Fe, Co, Ni），详细研究了其在NRR中的应用前景，并探索了碱土金属Ca原子的引入对催化体系的影响。通过综合评估催化剂的稳定性、NRR活性、选择性以及与其他催化剂的对比，我们发现Fe3@C2N是一种极具潜力的NRR催化剂。然而，Ca的加入对催化性能总体上是不利的。这项工作不仅为相关实验提供了全面的理论预测，也为利用多孔二维材料设计单原子和单团簇催化剂提供了宝贵的理论指导，为未来的催化剂设计开辟了新的思路。
论文题目：Catalysts with Trimetallic Sites on Graphene-like C2N for Electrocatalytic Nitrogen Reduction Reaction: A Theoretical Investigation
文章链接：https://doi.org/10.1002/cphc.202400143
