网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

连发两篇JACS!天津大学杨永安等人在合成氨领域取得重要进展

0
分享至

导读

氨(NH3)的催化合成是现代化学工业的基石。理性设计并开发可在温和条件下运行的先进催化剂,是实现NH3合成与绿氢高效集成的关键前提。过去十年,多种高性能载体材料相继涌现,各具优势:电子化合物等具有强给电子能力;氮化物/氢化物载体可直接参与反应物活化;MgO晶面工程解决了Ru基催化剂的氢中毒问题;传统氧化物载体及碳材料则兼具空气稳定性和易合成性。然而,兼具上述优点的实用型“一体化”催化剂仍待探索。与此同时,在高效NH3合成的研究过程中,反应物—载体相互作用以及催化剂表界面结构动态重构的直接可视化仍十分有限,制约了先进催化剂的理性设计。2026年9月15日和10月10日,天津大学分子+研究院杨永安教授牵头的联合研究团队在《Journal of the American Chemical Society》上接连发表两篇论文,分别围绕上述两项挑战取得重要研究成果。



研究进展1|新载体登场:“一体化”金属氟化物助力高效氨合成

分子+研究院杨永安教授与福州大学姚建年院士/王秀云研究员合作,开发了一系列金属氟化物(MFn,M = Li、Na、K、Mg、Ca、Ba)材料并将其作为Ru催化剂的“一体化”载体,克服了传统催化剂功能不够全面的局限。研究发现,Ru/NaF在所有Ru/MFn催化剂中表现出最高的本征转化频率;Ru/BaF2则在400 °C和0.9 MPa实现了创纪录的NH3合成速率。同时,改变主体阳离子可有效调控催化路径。该工作开创性地将MFn用作可策略性调控的固态催化平台,为定制多相催化剂界面微环境提供了通用设计蓝图。


核心内容

在代表性体系NaF与BaF2中,空位形成能的差异以及空位与反应物间差异化的相互作用,共同导致Ru/NaF与Ru/BaF2呈现出截然不同的活性位点和反应机制。在Ru/NaF中,碱金属晶格的深度还原形成高度局域化的Na0-Ruδ-物种。而在Ru/BaF2中,刚性碱土金属晶格驱动强金属—载体相互作用,生成Ru–BaF2-x界面基元位点,保障了稳定且高效的NH3合成催化过程。


论文信息

论文题目:Metal Fluorides: All-In-One Supports for Ruthenium-Catalyzed Ammonia Synthesis

通讯作者:天津大学杨永安教授与福州大学姚建年院士/王秀云研究员

第一作者:天津大学分子+研究院博士研究生胡小虎/严一凡/王嘉楷/常昊龙

原文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.6c18484

研究进展2|新视角登场:原位捕捉氨合成动态活性位点

分子+研究院杨永安/罗浪里/陈星团队与福州大学姚建年院士/江莉龙/王秀云合作,利用多种原位技术阐明了此前未见报道的Ru/SrF2催化剂的动态结构演化。研究发现,反应过程中Ru与SrF2界面并不是静止不变,而是在“完全包覆—部分包覆—未包覆”之间持续循环重构,由此不断生成高活性的Ru0–VF–Srγ+界面位点,实现了温和条件下NH3的高效合成。该工作有望启发更先进的工况(operando)研究,为理解催化机理和开发实用催化剂提供新思路。


核心内容

Ru/SrF2表现出优异的温和条件氨合成性能,在研究构效关系过程中,使用球差校正原位透射电镜观测到SrF2会被N2/H2“激活并重构”。原子分辨HAADF-STEM则进一步捕捉到Ru的三种典型界面状态:未包覆、部分包覆和完全包覆。随后,团队在 400 °C、N2+H2反应气氛下连续观察同一Ru颗粒,发现其依次经历“完全包覆 → 部分包覆 → 退包覆 → 再次完全包覆”的循环。换言之,真实反应中的活性界面并非固定不变,而是在持续“呼吸”和重构。这一动态过程反复生成新的 Ru0–VF–Srγ+界面位点,被认为是该催化剂高活性的关键来源。


论文信息

论文题目:Unraveling the Structural Dynamics in Ammonia Synthesis over the Strontium Fluoride-Supported Ruthenium Catalyst

通讯作者:天津大学杨永安教授/罗浪里教授/陈星教授与福州大学姚建年院士/江莉龙研究员/王秀云研究员

第一作者:天津大学分子+研究院博士研究生胡小虎/严一凡/常昊龙/曹忠良

原文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.6c12200

来源:天津大学

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
李玮锋:对韦世豪的能力是认可的,他要把情绪管理做得更好

李玮锋:对韦世豪的能力是认可的,他要把情绪管理做得更好

懂球帝
2026-10-21 13:39:28
城堡投资创始人肯·格里芬警告:人工智能几乎可以肯定处于泡沫中,且泡沫往往与重大技术变革同时发生

城堡投资创始人肯·格里芬警告:人工智能几乎可以肯定处于泡沫中,且泡沫往往与重大技术变革同时发生

投资者内参
2026-10-21 09:37:29
耻辱13中1!马刺102-116雷霆,看数据:你是头号罪人!

耻辱13中1!马刺102-116雷霆,看数据:你是头号罪人!

运筹帷幄的篮球
2026-10-21 10:59:57
辽宁4分险胜青岛!库珀27分4板7助,3外援提升进攻节奏,赛后数据出炉

辽宁4分险胜青岛!库珀27分4板7助,3外援提升进攻节奏,赛后数据出炉

老吴说体育
2026-10-21 21:48:23
平陆运河垂钓乱象频发!占道堆物随地便溺,运河生态谁来守护?

平陆运河垂钓乱象频发!占道堆物随地便溺,运河生态谁来守护?

健身狂人
2026-10-21 05:32:06
【行业动态】全球首次!C919首架交付机完成“心脏更换”

【行业动态】全球首次!C919首架交付机完成“心脏更换”

两机动力控制
2026-10-21 00:12:07
5000万美元梦幻内衣给网红穿?维密这波操作确实看不懂

5000万美元梦幻内衣给网红穿?维密这波操作确实看不懂

完善法
2026-10-21 01:39:05
舆论发酵!格力技校一学期收费过万,陈行甲受聘名誉校长,网友:企业办职教,是培育大国工匠还是收割家长?

舆论发酵!格力技校一学期收费过万,陈行甲受聘名誉校长,网友:企业办职教,是培育大国工匠还是收割家长?

火山詩话
2026-10-21 17:15:48
横店空了!剧组暴跌八成,15万群演在景区找到新饭碗,日薪还涨了

横店空了!剧组暴跌八成,15万群演在景区找到新饭碗,日薪还涨了

阿废冷眼观察所
2026-10-15 12:31:05
越来越多人得胰腺癌,医生揭露凶手,竟是冰箱久放的3种食物

越来越多人得胰腺癌,医生揭露凶手,竟是冰箱久放的3种食物

健康科普365
2026-10-03 22:25:05
古巴的现状有多崩溃?人们靠喝水续命,女性靠特殊方式换钱

古巴的现状有多崩溃?人们靠喝水续命,女性靠特殊方式换钱

网络易不易
2026-09-07 11:10:14
事情闹大了!解放军准时封锁海域,中美航母或将首次正面掰腕较量

事情闹大了!解放军准时封锁海域,中美航母或将首次正面掰腕较量

无悔的灿烂人生
2026-10-19 17:10:03
俞敏洪刚给150万年薪,董明珠转头又抢人,陈行甲凭什么这么抢手

俞敏洪刚给150万年薪,董明珠转头又抢人,陈行甲凭什么这么抢手

草莓信箱
2026-10-20 22:46:18
周某(女)因个人情绪宣泄,从小区12楼扔下电饭锅,被拘留

周某(女)因个人情绪宣泄,从小区12楼扔下电饭锅,被拘留

南方都市报
2026-10-21 15:03:37
上海这一天,何超琼唱《龙的传人》,章子怡又肿了,刘嘉玲太松弛

上海这一天,何超琼唱《龙的传人》,章子怡又肿了,刘嘉玲太松弛

枫尘余往逝
2026-10-20 21:48:38
朝鲜战场惊天秘闻:林彪无缘志愿军司令的真正玄机

朝鲜战场惊天秘闻:林彪无缘志愿军司令的真正玄机

心灵短笛
2025-12-29 15:54:23
“28岁香港名媛蔡天凤被前夫碎尸”庭审曝新细节:白发老人曾买绞肉机,询问是否有碎骨机!前司机称蔡天凤夫妇在澳门欠下赌债

“28岁香港名媛蔡天凤被前夫碎尸”庭审曝新细节:白发老人曾买绞肉机,询问是否有碎骨机!前司机称蔡天凤夫妇在澳门欠下赌债

每日经济新闻
2026-10-21 18:13:12
黄克诚晚年吐真言:朱老总带上井冈山的,何止一支军队?

黄克诚晚年吐真言:朱老总带上井冈山的,何止一支军队?

纪史行者
2026-10-18 10:45:20
10月20日中东大事件!美军打进伊朗本土,沙特王牌武装直升机坠毁

10月20日中东大事件!美军打进伊朗本土,沙特王牌武装直升机坠毁

万物知识圈
2026-10-21 09:45:17
俄媒大胆预判:中国海军最多10年,最快7年,美军自己让出制海权

俄媒大胆预判:中国海军最多10年,最快7年,美军自己让出制海权

蹲坑看世界
2026-10-21 15:40:14
2026-10-21 22:23:00
化学加网 incentive-icons
化学加网
萃聚英才,共享化学
13173文章数 8318关注度
往期回顾 全部

科技要闻

SpaceX收入暴涨!马斯克:这事"不再不可能"

头条要闻

李昌钰博士将安葬于扬州 妻子:他求婚时曾说"我养你"

头条要闻

李昌钰博士将安葬于扬州 妻子:他求婚时曾说"我养你"

体育要闻

“我,对得起天津足球!”

娱乐要闻

张柏芝自曝五点陪伴儿子 谢霆锋尴尬了

财经要闻

昔日彩电一哥缘何在今天被挤下牌桌?

汽车要闻

智驾摩尔定律一年十倍跃升 2028迎来L4拐点

态度原创

数码
本地
亲子
房产
公开课

数码要闻

《绝区零》HOLLOW RECALL空洞回响系列NFC亚克力音乐播放器,本体129元

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

亲子要闻

孩子现在“贪图享乐”,长大后吃苦怎么办?

房产要闻

J&P 集团亮相 2026 中国品牌出海博览会| 深耕跨境20载,品牌出海有J&P

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版