缺陷工程调控Ni-MOF-74催化剂协同介质阻挡放电等离子体高效合成氨

【编辑推荐】研究人员通过缺陷配体2-羟基烟酸部分替代原始配体制备缺陷型Ni-MOF-74催化剂，显著提升脉冲等离子体合成氨效率。最优催化剂Ni-MOF-74 (5:5)使氨合成速率达36.52 mmol g?1 h?1，氮转化率提升21.61倍，为绿色能源与化工生产提供新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过精准调控金属有机框架(MOF)材料的缺陷结构来增强等离子体催化性能。科研团队采用巧妙的分子工程策略，用2-羟基烟酸(HNA)部分替代Ni-MOF-74原始配体2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTP)，构建了一系列具有不同缺陷浓度的催化剂。在介质阻挡放电(DBD)等离子体系统中，这些缺陷工程催化剂展现出惊人的氨(NH₃)合成能力。

最引人注目的是Ni-MOF-74 (5:5)催化剂，其氨合成速率飙升至36.52 mmol g^?1 h^?1，相当于传统等离子体单独作用的21.6倍！该材料同时实现了1.36%的氮(N₂)转化率和2.88 g kWh^?1的能量产率，各项指标均提升4倍以上。这些亮眼数据揭示了缺陷位点在活化氮分子和促进表面反应中的关键作用，为开发新一代绿色合成氨技术提供了重要理论依据和实践方案。