研究概述
单原子催化剂（SACs）因其对金属的高利用率备受关注。 然而，研究人员更倾向于开发各种单原子形式的活性金属，单原子促进剂的内在作用通常被低估，而这些作用在提高反应活性方面意义重大。
基于此，2024年11月5日，山东大学贾春江教授、北京大学马丁教授、南开大学刘锦程研究员在国际期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Single-atom Barium Promoter Enormously Enhanced Non-noble Metal Catalyst for Ammonia Decomposition》的研究论文。
在此，研究人员在氨分解反应条件下，以结晶碳酸钡（BaCO3）为前驱体，在Co-Ba/Y2O3催化剂中原位制备了Ba单原子。
优化后的Co-Ba/Y2O3催化剂在极低温度（500℃，GHSV=840,000 mL g−1 h−1）下H2产率高达138.3 mmolH2 gcat-1 min-1，在350 h的测试中表现出优异的耐久性，在所有非贵金属催化剂中活性最高，达到甚至超过了许多报道的钌（Ru）基催化剂。
在高温（≥600 ℃）条件下，Y2O3和Co与Ba均表现出正相互作用，有利于Ba的分散。 Ba单原子显著增强了Co的电荷密度，并形成了额外的活性Co-O-Ba-Y2O3界面位点，减轻了氢中毒，降低了*NH的N-H键活化反应势垒。
在多相催化领域探索原子分散促进剂具有开创性意义，为催化材料开辟了一个全新的领域。
图文解读
图1：催化剂的催化性能
图2：催化剂的表征
图3：Ba单原子在Co-Ba/Y2O3催化剂中的催化作用
文献信息
Single-atom Barium Promoter Enormously Enhanced Non-noble Metal Catalyst for Ammonia Decomposition, Angewandte Chemie International Edition, 2024.