综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

机器学习助力金属间化合物合成氨催化剂定向设计

日期: 2025-09-03
浏览次数: 383

来源:X-MOL

氨(NH3)作为重要的化肥原料和清洁能源载体,其工业生产目前主要依赖高温高压的Haber-Bosch工艺,该过程能耗约占全球总能耗的2%。这一工艺的核心挑战在于如何高效断裂N≡N三键,而开发高效催化剂以降低反应能垒是解决问题的关键。根据金属的氮亲和性与催化活性之间存在的火山型关系,钌(Ru)基催化剂展现出良好的应用前景。然而,目前仍缺乏系统的理论指导来推动高活性Ru基合成氨催化剂的定向设计。金属间化合物(IMCs)因其有序的晶体结构和可调控的组分优势,被视为一类极具发展潜力的新型合成氨催化剂。但面对数量庞大的IMCs材料库,传统的试错筛选方法效率低下。因此,建立高效的催化剂筛选方法,加速新型催化剂的开发进程,已成为当前该领域亟待突破的关键科学难题。

本文亮点包括:(1)构建了氮原子和氮气分子吸附能与合成氨性能的二维活性火山图,结合机器学习,预测出具有优异合成氨活性的NdRu2 IMCs。(2)基于NdRu2 在火山图中的位置分析,提出通过钪(Sc)掺杂进一步提升催化活性的策略。所制备的Sc1/8Nd7/8Ru2新型催化剂在温和条件下展现出8.18 mmol m-2 h-1的优异比活性。(3)通过实验表征和理论计算证实,Sc1/8Nd7/8Ru2中Ru位点的d电子能级与N2分子轨道能级具有更好的匹配性,这有利于Ru与N2形成d-p轨道杂化,显著弱化N≡N键,该发现突破了传统电子富集作为活性描述符的固有认知,为催化剂理性设计提供了新思路。(4)Sc掺杂在IMCs晶格中引入了额外间隙位点,赋予Sc1/8Nd7/8Ru2可逆储氢特性,不仅大幅提升了催化剂抗氢中毒能力,还实现了优异的合成氨压力响应性和催化稳定性。



Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 07 - 21
    点击次数: 6
    2026年7月20日下午,市商务委召开2026上海进出口公平贸易工作会议。市商务委副主任王超出席会议并讲话。会上,商务部贸易救济调查局、上海海关相关负责同志及实务专家分别就贸易调整援助政策及进口贸易救济调查、非关税减让措施、出口管制和经济制裁的新动态与应对等内容作授课。全市各区商务部门的相关负责同志,以及全市近50家进出口公平贸易工作站负责人员,共计80余人参会。上海市稀土协会秘书长崔中倪在会上作...
  • 2026 - 07 - 21
    点击次数: 4
    2026年7月20日下午,市商务委召开2026上海进出口公平贸易工作会议。市商务委副主任王超出席会议并讲话。会上,商务部贸易救济调查局、上海海关相关负责同志及实务专家分别就贸易调整援助政策及进口贸易救济调查、非关税减让措施、出口管制和经济制裁的新动态与应对等内容作授课。全市各区商务部门的相关负责同志,以及全市近50家进出口公平贸易工作站负责人员,共计80余人参会。上海市稀土协会秘书长崔中倪在会上作...
  • 2026 - 07 - 21
    点击次数: 6
    来源:X-MOL镧系系 4f 轨道的固有屏蔽导致磁交换弱,这一根本性限制可以通过使用自由基桥配体来解决。在这项工作中,我们采用了电子缺失配体 3,6-bis(2,2′-二吡基)-1,2,4,5-四甲苯(bbpytz),并通过有意控制 bbpytz 和 Ln(acac)3 的化学计量,制备了一系列二核和三核镭系配合物。该方法得到了双核复形 [LnIII2(bbpytz•–)(μ2–OH)(acac)...
  • 2026 - 07 - 21
    点击次数: 6
    来源:X-MOL由于配位键的不稳定性以及配位数和几何形状的变化,镧系-有机框架(LnOFs)在外部刺激(光、热和溶剂)下常会发生单晶到单晶(SCSC)的转变。然而,室温湿度(RT)诱导的 SCSC 转变在三维 LNO 中仍然极为稀少。本文报告了两个三维 LNOF 中 RT 中由湿度诱导 SCSC 转变的罕见实例。针状 SCs,(NH 4 )[LnL 2 ]·4DMF(Ln = Eu,1;...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务