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新聞網(wǎng)訊 近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院李星運(yùn)教授和化學(xué)化工學(xué)院王寧副教授在催化產(chǎn)氫方向取得重要研究進(jìn)展，研究成果以“Synergizing Mg Single Atoms and Ru Nanoclusters for Boosting the Ammonia Borane Hydrolysis to Produce Hydrogen”為題發(fā)表在《Angewandte Chemie International Edition》期刊（DOI：10.1002/anie.202424316）。我校為第一完成與通訊作者單位，通訊作者為我校李星運(yùn)教授、王寧副教授。我校材料科學(xué)與工程學(xué)院2024屆碩士生解淑敏和北京大學(xué)博士生田樞衡為共同第一作者。

金屬催化劑的電子結(jié)構(gòu)調(diào)控在催化過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。本研究構(gòu)建了嶄新的B/N摻雜碳納米管配位的類酶鎂單原子催化體系，作為高性能載體負(fù)載Ru納米團(tuán)簇（Ru/Mg-BNC）。研究發(fā)現(xiàn)Mg單原子的雙重功能，其中位于Ru團(tuán)簇正下方的Mg單原子可以誘導(dǎo)界面電子極化，調(diào)控Ru的電子結(jié)構(gòu)。而Ru團(tuán)簇周邊的Mg單原子可以利用其嗜氧性參與到H₂O分子吸附活化中。與北京大學(xué)馬丁教授及江西科技師范大學(xué)萬(wàn)齊欣副教授合作，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表征、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究和密度泛函理論計(jì)算驗(yàn)證了Ru/Mg-BNC具有出色的H₂O分子活化能力。Ru團(tuán)簇及Mg單原子協(xié)同加速氨硼烷水解反應(yīng)中緩慢的H₂O解離過(guò)程，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的氨硼烷催化產(chǎn)氫性能。同時(shí)，該催化劑還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，展現(xiàn)了在實(shí)際應(yīng)用中的巨大潛力。本工作為催化劑設(shè)計(jì)提供了新的思路，推動(dòng)了產(chǎn)氫領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省教育廳等多個(gè)項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202424316.