氨合成的能源效率与经济性：水-氮-磁铁矿石界面机理
化学物理
2025-09-10 v2
摘要
在环境条件下将氮转化为氨的新方法将是一项里程碑式的突破，有助于比传统哈伯-博施过程更具能效和经济吸引力。最近报道称，在室温和大气压下，氨从水和氮合成可被Fe3O4催化。通过结合环境压力X射线光电子能谱、ab initio分子动力学和自由能计算，我们探讨了氨和叠氮在水-Fe3O4纳米粒子界面上发生的热力学机制。我们发现，与纯Fe3O4不同后者仅允许N2与有限数量的Fe位点相互作用，水合物种引入大量且多样的吸附几何构型，其中N2可通过Fe位点或Fe-OH基团与之结合，每一种都能够独立促进质子-电子耦合传递。
引用
@article{arxiv.2504.11629,
title = {Ammonia Synthesis under Ambient Conditions: Insights into Water-Nitrogen-Magnetite Interfaces},
author = {Sruthy K. Chandy and Mauricio Lopez Luna and Nykita Z. Rustad and Isaac N. Zakaria and Andreas Siebert and Shane Devlin and Wan-Lu Li and Monika Blum and Teresa Head-Gordon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11629},
year = {2025}
}