ACS Catalysis：Ni/CaNH催化剂通过NH2-介导的Mars-van Krevelen机制进行高效氨分解

Ni已经作为用于氨分解的Ru的替代催化剂。然而，因为N与Ni表面之间的弱相互作用降低了氨脱氢反应的频率,通常需要高反应温度才能实现良好的氨转化。

东京工业大学Hideo Hosono、Masaaki Kitano等报道了一种通过NH^2-介导的Mars-van Krevelen机制进行高效氨分解的CaNH负载Ni催化剂(Ni/CaNH)。

Ni/CaNH催化剂具有高的氨分解活性。另外，Ni/CaNH-HS具有比原始Ni/CaNH(18 m² g^-1)更高的表面积(39 m² g^-1)，具有优异的氨分解活性。

在500°C下，超过90%的氨在Ni/CaNH-HS 催化剂上转化为N₂和H₂。在氨转化率为50%时，Ni/CaNH-HS催化剂的操作温度比其他负载Ni催化剂的操作温度低100°C。

FT-IR光谱与DFT计算表明，NH₃分子被CaNH表面上NH^2-空位处的两个阴离子上的电子有效激活形成NH^2-和NH₂^–两种中间体，然后Ni纳米颗粒促进NH^2-空位的再生。

因此，研究结果表明，NH^2-空位介导的Mars-van Krevelen机制是开发用于氨分解的高活性Ni基催化剂的关键。

Ammonia decomposition over CaNH-supported Ni catalysts via an NH₂^–-vacancy-mediated Mars-van Krevelen mechanism. ACS Catalysis, 2021. DOI: 10.1021/acscatal.1c01934