记者 陶加  发布时间：2016-09-06

　　来源：中国化工报

　　本报讯 近日，中科院大连化物所复合氢化物材料化学研究组提出了“双活性中心”这一催化剂设计理论，并由此开发了过渡金属-氢化锂复合催化剂体系，实现了氨的低温催化合成。该研究不仅奠定了合成氨的工业基础，而且推动了当代催化和表面科学领域理论和技术的发展。

　　氨合成是放热反应，由于动力学阻力过大，工业催化合成氨须在高温高压（350℃~500℃，50~200标准大气压）下才能有效实施，能耗很高。低温、低压、高效催化剂的开发是降低合成氨能耗的关键，也是近百年来催化工作者从未停止追求的目标。

　　针对上述问题，研究团队将氢化锂作为第二组分引入到催化剂中，构筑了过渡金属-氢化锂这一双活性中心复合催化剂体系，通过以下3个步骤实现了氨的低温催化合成：氮气分子在过渡金属表面解离吸附生成氮原子；LiH与吸附的氮原子作用使N原子从过渡金属活性中心向LiH转移生成Li-N-H，再生过渡金属活性位；Li-N-H与氢气反应释放氨气再生LiH活性位。

　　双活性中心的构筑使氮气和氢气的活化及氮和氮氢基团的吸附发生在不同的活性中心上，从而打破了反应能垒与吸附能之间的限制关系，使氨的低温、低压合成成为可能。

　　实验结果显示，由于LiH的协同作用，第一周期过渡金属或其氮化物均显示出较高的活性。这一结果亦为长期具有争议的碱金属助剂在合成氨中的作用机制问题提供了新的视角。