安徽大學材料科學與工程學院杜袁鑫副教授、化學化工學院朱滿洲教授與中國科學技術大學陳艷霞教授、朱彥武教授課題組合作，通過調控金屬納米團簇的內在活性，合理設計并合成了高效的M4Ni2NCs(M=Au,Ag)催化劑進行N2合成NH3反應。其中，Ni的引入和外部配體的部分脫落導致催化劑能夠有效抑制副反應提高反應選擇性，暴露反應位點誘導團簇內部電子云發生變化，使得NRR具有出色的性能。基于其精確的組成和結構，通過原位傅里葉變換紅外光譜和理論計算，對原子水平上的NRR機制提供了深入的見解。相關研究成果在材料領域國際知名期刊《先進功能材料》發表。

在過去的幾年里，人們對NRR的電催化進行了大量的研究，但性能仍有待提高。原子精確的金屬納米團簇(NCs)由于其超小的尺寸、豐富的表面位點和離散的電子能級而在催化方面表現出很高的活性，因而受到越來越多的關注。此外，金屬納米團簇具有明確的原子組成和晶體結構，為我們提供了在原子水平上識別催化反應活性位點和揭示反應機理的機會。為了優化納米團簇的催化活性，調節團簇內部金屬核和外部配體是兩種重要的策略。因此，金屬原子摻雜以及配體的調控對調節金屬團簇的催化活性，探究反應機理具有一定的指導意義。

原子精確金屬納米團簇中雜原子和電荷重構對電化學合成氨的影響

本研究提出了一種基于雜原子摻雜和電荷重構來提高金屬納米團簇催化性能的有效策略。電催化氮還原反應可以在常溫常壓下實現N2向NH3的轉化，是有希望替代傳統工業上Haber-Bosch合成方法的技術，有助于減少對化石燃料的依賴和溫室氣體的排放。