氨是工业领域中最重要的一种化学品，为了制备氨全球需要使用1-2 %的电力，该反应导致释放的CO₂占比达到总CO₂排放的1.5-2 %。因此，发展能够在温和条件进行反应的高效率催化制氨的材料是个非常重要的目标。

有鉴于此，阿卜杜拉国王科技大学KAUST Jean-Marie Basset等报道发展了一种通过酞菁前驱分子制备了嵌在多孔氮-碳材料中的Fe/Co双金属纳米粒子催化剂，调控其中的Fe、Co含量，发现当Co的含量达到20 wt %，催化剂的性能比只含Fe的催化剂性能提高40 %。而且，这种催化剂在较低温度350 ℃仍保持优异的催化活性。

本文要点：

（1）

组分为FePc₈₀CoPc₂₀的催化剂，E_a=29 kJ mol^-1，因此说明催化剂能够在较低的温度实现催化活化N₂分子。通过深入的反应动力学研究，发现向Fe中引入Co能够显著的调控催化剂的界面性质，降低NH_x中间体物种对催化反应的阻碍作用。

（2）

通过DFT计算，验证了在Fe的表面引入25 %的Co仍是热力学稳定的状态。这种现象说明Co在催化剂的表面可以吸引相邻Fe催化位点的电荷，因此界面暴露Fe位点呈现电中性，这种作用有助于K₂O/Co-Fe催化剂上的N₂活化。相比于K₂O/Fe催化剂，从热力学角度上，催化反应在K₂O/Co-Fe催化剂上更容易发生。

参考文献

Rohit K. Rai, Walid Al Maksoud, Natalia Morlanés, Moussab Harb, Rafia Ahmad, Alessandro Genovese, Mohamed N. Hedhili, Luigi Cavallo, and Jean-Marie Basset*, Iron−Cobalt-Based Materials: An Efficient Bimetallic Catalyst for Ammonia Synthesis at Low Temperatures, ACS Catal. 2022, 12, 587-599

DOI: 10.1021/acscatal.1c05078

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c05078