SCMs|黑磷负载的单原子催化剂用于电催化N2还原

设计和开发高选择性、高活性的单原子电催化剂是实现在常规环境条件下合成氨的关键。近日，天津大学赵志坚教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，利用密度泛函理论对P配体在N₂还原反应（NRR）中的应用前景进行了预测，并且提出了一种高性能NRR单原子催化剂的设计准则。

理论计算结果显示，W@BP（0.40 eV）、Ta@BP（0.47 eV）和Nb@BP（0.53 eV）由于具有低反应自由能、高稳定性和导电性，在高效电催化NRR中潜力巨大。特别是，几乎所有金属中心对*N₂中间体的吸附能力都比*H更强，这表明以P为配体的单原子催化剂具有较强的NRR选择性，且*N₂H中间体的吸附自由能可作为描述符，反映这一系列催化剂的催化活性。此外，计算结果显示，金属中心向P配体转移的电子数目与NRR活性存在着火山关系，带有适度正电荷的金属中心具有优异的电催化NRR活性。该发现为高性能单原子催化剂的设计提供了理论指导。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1522-y。

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