元素百科介绍“活化氮转移”，实现低温催化合成氨。9月1日，记者从中国科学院获悉，大连化学物理研究所清洁能源国家实验室研究员陈平、郭建平博士在催化合成氨研究方面取得了重要进展。他们创新地提出了“双活性中心”催化剂的设计策略，开发了一系列由过渡金属和氢化锂组成的复合催化剂系统，实现了氨的低温催化合成。最近在《自然化学》杂志上发表了相关研究成果。
合成氨条件恶劣
氨是最基本的化学原料之一，也是肥料的主要来源。从热力学的角度来看，氮气和氢气反应产生的氨可以在室温和常压下进行。但由于氮分子非常稳定，难以激活，工业合成氨工艺只能在高温高压(350-500℃，50-200个大气压)下实现。如此恶劣的条件使得合成氨工业每年消耗全球能源供应总量的1％—2％。我国是合成氨生产最大的国家，合成氨年产量接近世界合成氨总量的30个％。因此，开发低温、低压、高效的合成氨催化剂具有重要的战略意义。
合成氨“活化氮转移”
陈平研究员带领团队创造性地将氢化锂作为催化剂的第二组分，建立了“过渡金属-氢化锂”活性中心复合催化剂系统，提出了“活化氮转移”的反应机制，使氮和氢的活化和中间物种的吸附发生在不同的活性中心，从而打破了单一过渡金属反应能和吸附能之间的限制关系，可以使氨的低温低压合成。实验结果表明，氢化锂的加入显著促进了第三周期过渡金属的活性，特别是Fe-LiH和Co-LiH复合催化剂在150℃下表现出可观的氨合成催化活性，表现出“双活性中心”战略的有效性和普遍性。
