SBA15负载多氧钯酸盐衍生镍钯双金属纳米材料用于高效等离子体辅助合成氨研究

来自国内的研究人员针对等离子体辅助合成氨催化效率不足的问题，通过精准调控SBA15介孔形貌和以多氧钯酸盐为前驱体制备双金属纳米材料（NiPd12/SBA15等），开发出氨产率达9070 ppm、能耗仅77.75 MJ/mol的高效催化剂，揭示了载体孔道结构与双金属活性位点（NiPd12）协同促进N2活化/NHx解吸的机制，为绿色合成氨技术提供新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过分子级精准设计实现高效合成氨。科研团队创新性地采用多氧钯酸盐(polyoxopalladates)作为前驱体，在经典介孔材料SBA15上构建了镍钯双金属活性位点(NiPd₁₂)。这种85毫克的小剂量催化剂在等离子体辅助条件下展现出惊人性能——氨浓度飙升至9070 ppm，同时将能耗控制在77.75兆焦/摩尔，相当于传统哈伯法能耗的1/3。

秘密在于SBA15的蜂巢状孔道和双金属的协同作用：多孔骨架像精密过滤器般抑制氨(NH₃)的逆分解，而NiPd₁₂纳米簇则像分子剪刀般高效活化顽固的氮气(N₂)。特别有趣的是，这种双金属对氨中间体(NH_x)的吸附恰到好处——既保证反应进行又便于产物脱附，就像设计完美的分子弹簧。研究还对比了锰(Mn)、钴(Co)、铜(Cu)等不同金属组合，最终镍钯组合脱颖而出，在循环实验中保持稳定，为绿色化工开辟了新路径。