广泛应用于制备肥料的NH₃目前在氢能源领域变得日益重要。通常Ni等非贵金属催化剂的合成氨性能比Ru或Co的合成氨性能更低。

有鉴于此，东京工业大学Hideo Hosono、Masaaki Kitano、西班牙安达卢西亚洛约拉大学Juan Carlos Serrano-Ruiz等报道将CeNi_x合金用于合成氨，发现自发形成的晶化CeN表面层导致CeNi₂比CeNi₅表现具有更好的催化活性（在400 ℃和0.9 MPa，CeNi₂和CeNi₅的催化活性分别为1.012 mmol g^-1 h^-1和0.067 mmol g^-1 h^-1）。

本文要点：

（1）

研究发现，CeN表面层能够切断N₂分子，作为第二个催化活性位点，因此增强合成氨的催化活性，使得催化合成氨的性能达到与其他稀土合金类似的水平。

（2）

CeNi₂的催化活性比CeN块体催化剂的性能高一个数量级，说明Ni作为活化氢气和氢物种（NH_x）的催化位点起到的关键作用。此外，作者发现以氮化物形式存在的Ce对于增强CeNi₂的催化活性非常重要，因为研究发现Ni/CeO₂催化剂的合成氨性能非常低。

参考文献

Javier Arroyo-Caire, Yihao Jiang, Manuel Antonio Diaz-Perez, Mayra Anabel Lara-Angulo, Masayoshi Miyazaki, Juan Carlos Serrano-Ruiz*, Masaaki Kitano*, and Hideo Hosono*, CeNi_x Alloys as Catalysts for Ammonia Synthesis: Insights on Ni–CeN Surface Layer Formation and Its Impact, ACS Catal. 2023, 13, 15715–15724

DOI: 10.1021/acscatal.3c03654

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c03654