氨分解催化研究取得新进展

氨分解催化研究取得新进展

氨分解催化研究新进展

中科院大连化学物理研究所催化氨分解研究取得新进展

记者刘万生通讯员郭建平1月30日，中国科学院大连化学物理研究所氢能源与先进材料研究所陈平、郭建平研究员发现，亚胺锂化合物（Li2NH）与氮化铁。 催化氨分解制氢活性。 在相同反应条件下，如450℃，复合催化剂体系的活性比负载型铁基催化剂或氮化铁高一个数量级。 该研究不仅从新的角度解释了碱金属助催化剂的作用，而且为高效催化剂的设计，特别是替代贵金属催化剂的设计提供了新的思路。 该研究论文以VIP（Very Paper）形式在线发表在《德国应用化学》杂志上。

碱金属促进剂在许多催化过程中发挥着重要作用。 然而，其作用机制是一个长期存在争议的研究课题。 通过XRD、XAFS、同位素标记等分析表征方法和理论计算，课题组对锂的作用机理提出了新的解释，即：亚胺锂的性质不同于常规的给电子效应（即电子助剂）作为氨的传输介质，它与氮化铁相互作用生成氮含量较高的三元氮化物中间产物（Li+的诱导作用稳定了Fe-N键），从而改变了氨分解反应路径。 在此发现的基础上，课题组进一步开发了一种新型氨分解催化剂体系，即：亚胺锂与第三周期过渡金属或其氮化物的复合催化材料体系。 除钪和锌外，其他3d元素与Li2NH复合后都表现出普遍且前所未有的高催化氨分解活性，并且它们的活性顺序呈现出有趣的火山形曲线。 需要指出的是，这条火山形曲线的顶点位于锰元素处，这与报道的氨分解催化剂的活性模式明显不同。 更重要的是，氮化锰-酰亚胺锂催化氨分解产氢速率甚至优于高活性Ru/CNTs催化剂。 陈平研究员领导的团队在碱金属（亚氨基）氨基化合物方面积累了十多年的经验。 本研究是继该类化合物成功应用于储氢之后对多相催化的新探索(, 2002, 420, 302)。

该工作得益于中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究室王俊虎研究员与厦门大学吴安安副教授的合作研究，并获得国家基金资助杰出青年学者和自然科学基金会。 （来源：科学网刘万生郭建平）