应变工程调控的二硼化钼和二硼化钨单层材料作为高效催化剂实现可持续氨合成：一氧化氮还原路径的创新研究

（编辑推荐）本研究通过密度泛函理论(DFT)计算，首次系统揭示应变调控的MoB2/WB2单层材料在电催化一氧化氮还原反应(NORR)中的卓越性能。B表面表现出-0.16V/-0.08V的超低极限电位，其"σ→px/py和pz→π*"的电子捐赠机制有效优化NO吸附能，为绿色合成NH3提供了新型MBene基催化剂设计范式。

　　

Highlight

应变工程赋予的二硼化钼(MoB₂)和二硼化钨(WB₂)单层材料展现出令人振奋的催化特性，其B表面在电催化一氧化氮还原反应(NORR)中表现出媲美贵金属的活性。通过精巧调控-2%至2%的双轴应变，这些二维材料如同分子级别的"电子泵"，实现了NO分子的高效活化与转化。

Computational models and methods

采用维也纳第一性原理计算软件包(VASP)和投影缀加波方法(PAW)，在500eV截断能下进行自旋极化密度泛函理论(DFT)计算。广义梯度近似(GGA)框架下的PBE泛函准确描述了电子关联效应，而DFT-D3方法则巧妙捕捉了范德华力作用——这些计算策略如同为催化剂装上了"原子尺度的显微镜"。

Structural stability of MoB₂ and WB₂ monolayers

这些具有P6/mmm空间群的六方晶系材料展现出令人惊叹的稳定性：声子谱分析显示所有方向均无虚频，就像在原子世界中筑起了"永不坍塌的蜂巢结构"。而溶解电位(U_diss)计算证实，这些催化剂能在苛刻电化学环境中保持结构完整，为实际应用铺平道路。

Conclusion

本研究揭示了MoB₂/WB₂单层材料作为NORR催化剂的"双面特性"：B表面通过独特的p电子调控机制，将NO转化为NH₃的极限电位降至创纪录的-0.16V和-0.08V，比传统FeB₂催化剂提升了3倍效率。应变工程如同"分子调音师"，通过微调电子结构使催化活性达到最优状态，为可持续氨合成打开了新的大门。