元素周期表p区的B作为一种低价态元素，可以提供价轨道用于占据。近年来，研究人员相继开发了大量分子级或原子级B催化剂，在H2、N2和CO等领能源小分子的转化领域备受关注。氮化硼作为一种工业上广泛使用的材料，具有高稳定性的特点。将BN进行活化，以用于非金属催化剂，是目前工业界极具挑战，也颇为诱人的议题之一。有鉴于此，大连理工大学Jijun Zhao等人首次提供了一种操控BNNTs中B元素p态的新策略，利用BN纳米管包裹过渡金属纳米线，实现了高效固氮合成氨性能。研究人员利用第一性原理计算和微动力学模拟发现，在BN纳米管中的B原子，同时存在被占据和未被占据的p态，可以有效减少过渡金属的d态。也就是说，这起到一种电子储存器的作用，可以用于调控轨道能量和占据，从而增强N2的吸附和加氢。由于气体吸附热力学和加氢反应动力学之间的竞争关系，研究人员可以通过BN纳米管的尺寸和金属填充物的种类类优化催化活性，最佳TOF可媲美目前最好的Fe催化剂。这项研究为调控B的电子结构，为BN成为一种高性能的非金属催化剂提供了普适性的调控策略。
Si Zhou et al. Boron Nitride Nanotubes for Ammonia Synthesis: Activation by Filling Transition Metals. JACS 2019.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10588
