开发具有超高氨产率和选择性的新型常压常温还原催化剂仍然是一个巨大的挑战。

近日，中科院化学研究所李玉良院士，薛玉瑞，香港理工大学黄勃龙报道了成功合成了在石墨炔上原子分离的Pd原子催化剂（Pd-GDY），并显示出优异的氮还原电催化性能。

文章要点

1）通过自还原策略合成了Pd-GDY。SEM图像显示，具有多孔表面的石墨炔纤维以三维方式交织，形成三维柔性电极。HRTEM，STEM和（HAADF）STEM图像显示，没有观察到Pd粒子或团簇。能量色散X射线光谱图揭示了样品中Pd和C原子的均匀分布。此外，Pd-GDY的XANES结构分析结果清晰表明，Pd-GDY金属中Pd原子的价态为零。

2）Pd-GDY催化剂显示出最高的平均NH₃收率为4.45±0.30 mg_NH3 mg_Pd^-1h^-1，比先前报道的催化剂高出近十个数量级，并且在中性介质中的反应选择性为100％。

3）密度泛函理论计算表明，由于强耦合(Pd，C1，C2)通过增强电子转移提高了选择性，所以反应路径更倾向于在(Pd，C1，C2)活性区进行。通过精确调整p-d耦合，锚定原子的选择促进了自活性氮还原，并将副作用降至最低。

Huidi Yu, Yurui Xue, Lan Hui, Chao Zhang, Yan Fang, Yuxin Liu, Xi Chen, Danyan Zhang, Bolong Huang, Yuliang Li, Graphdiyne based metal atomic catalysts for synthesizing ammonia, National Science Review, nwaa213

DOI：10.1093/nsr/nwaa213

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa213