Hydrogen-Assisted Dissociation of N 2 : Prevalence and Consequences for Ammonia Synthesis on Supported Ru Catalysts

催化作用 离解(化学) 氨生产 氨 化学 氢 反应机理 甲烷化 无机化学 物理化学 有机化学
作者
Yukun Bai,Yuanbao Zhang,Jianhua Hu,Li Jiang,Shaolong Wan,Jingdong Lin,Yong Wang,Shuai Wang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (3): 1455-1466 被引量:42
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c06966
摘要

Understanding the roles of coadsorbates on crowded catalytic surfaces is critical to optimizing industrial catalysts that are generally employed under high-pressure conditions. For ammonia synthesis from N 2 hydrogenation (i.e., the Haber–Bosch process), it is well-known that supported Ru catalysts tend to be highly covered by atomic H species, while the impact of these H species on N 2 activation is still under controversy. Herein, kinetic assessment, isotopic labeling experiments, and in situ spectroscopic characterization were combined to investigate the mechanism of ammonia synthesis on Ru/CeO 2 catalysts with their structure tuned via thermal treatments. Our experimental approaches reveal that the dominant H* surface species limit the availability of vacant Ru sites for the widely proposed direct N 2 dissociation route but instead lead to the prevalence of the H-assisted N 2 dissociation route with the N–N cleavage in N 2 H* intermediates as a kinetically relevant step. Effects of Ru particle size and Ru–CeO 2 interaction on the catalytic activity were kinetically deconvoluted in accordance with this H-assisted mechanism, unveiling their decisive influences on intrinsic activity and surface coverage, respectively. Driven by these fundamental insights gained from the working conditions, superior ammonia formation rates were achieved for supported Ru catalysts via optimizing Ru particle size and metal–support interaction collaboratively.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
神勇的煎蛋完成签到,获得积分10
刚刚
贝湾完成签到,获得积分10
刚刚
v0id的应助被yy123采纳,获得10
1秒前
NexusExplorer的应助被Kraghc采纳,获得10
1秒前
学术新星sr完成签到 ,获得积分10
2秒前
MMMMMAX给MMMMMAX的求助进行了留言
3秒前
3秒前
3秒前
坚持就好发布了新的文献求助10
3秒前
seemon完成签到 ,获得积分10
5秒前
刘长绪发布了新的文献求助10
5秒前
Owen的应助被123采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
希望天下0贩的0的应助被翙翙采纳,获得10
6秒前
6秒前
牛油果芒氓完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
田様的应助被sjdove采纳,获得30
6秒前
6秒前
wyj完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
呆桃完成签到 ,获得积分10
9秒前
YY的应助被许123采纳,获得10
9秒前
li完成签到,获得积分0
9秒前
不爱吃魔芋完成签到 ,获得积分10
10秒前
胡子发布了新的文献求助10
10秒前
大模型的应助被Meopass采纳,获得10
10秒前
牛牛发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
GENG完成签到,获得积分10
13秒前
Lay发布了新的文献求助10
13秒前
干净的琦发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
李健的小迷弟的应助被董家旭采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140269
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540579
关于积分的说明 21641114
捐赠科研通 7724345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421054
关于科研通互助平台的介绍 2546262
邀请新用户注册赠送积分活动 2463114