双原子C₂位点表现出多种多样的形式和性质，在有机化学、无机化学，分子、晶体建立关系，稀土碳化物具有结构最简单的含有C₂单元的类岩盐（rock-salt-like）结构，这种材料很少被研究其催化活性。有鉴于此，东京工业大学Hideo Hosono等报道在稀土碳化物材料的C₂缺陷位点上在温和反应条件进行N₂活化制备NH₃，实验、理论研究揭示CeC₂材料能通过H₂处理方法产生C₂缺陷，N₂分子部分还原。表征发现，Ni/CeC₂催化剂催化合成NH₃反应后，催化剂上吸附的氮物种为N₂和NH_x。

本文要点：

（1）

Ni/CeC₂催化剂的活性达到3.4 mmol g^-1 h^-1，这个效率与目前性能最高的担载Ni/CeN在400 ℃和0.1 MPa的性能程度相当，比Ru基经典催化剂的TOF、抗H₂中毒性能更高。Ni/CeC₂的催化反应表观活化能比较低。

（2）

作者通过DFT计算，验证了反应机理。CeC₂与Ni之间产生协同催化作用。此外，作者对Ni/CeC₂、Ni/CeN两种催化剂的机理进行比较，验证N₂吸附、生成NH₃的区别。Ni/CeN上末梢反应趋向于通过HNNH → HNNH₂ → HN过程进行催化反应，相比而言Ni/CeC₂催化剂上的末梢反应更容易生成NH₃。

参考文献

Yiliguma, Sang-Won Park, Jiang Li, Masato Sasase, Masaaki Kitano, and Hideo Hosono*, C₂ Vacancy-Mediated N₂ Activation over Ni-Loaded Rare-Earth Dicarbides for Ammonia Synthesis, ACS Catal. 2021, 11, 7595–7603

DOI: 10.1021/acscatal.1c01646

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01646