赵景祥老师在化学领域国际顶级学术刊物JACS上发表论文

近日，重点实验室青年教师赵景祥教授作为第一作者，与美国波多黎各大学化学系陈中方教授合作完成的论文“Single Mo Atom Supported on Defective Boron Nitride Monolayer as anEfficient Electrocatalyst for Nitrogen Fixation: A Computational Study”在《Journal of the American Chemical Society》(JACS)期刊上发表。这是我校教师首次以第一作者、第一单位在JACS杂志上发表研究性论文。JACS由美国化学会出版，是公认的国际化学领域最顶尖的专业期刊，也是全世界化学家们一直向往的学术殿堂，当前影响因子为13.858。

赵景祥教授目前致力于低维纳米材料电化学性能的理论研究工作，先后主持国家自然科学基金青年项目、黑龙江省教育厅项目，作为主要参与人参加国家自然科学基金面上项目1项。近年来，他以第一作者和通讯作者发表SCI论文60余篇，其中IF>4论文20余篇。

据悉，本次发表的成果是关于电催化还原氮气合成氨的理论研究。合成氨反应可以说是催化是推动二十一世纪人类社会进步的重要的反应。正是因为人工固氮的实现，使得人们得以解决粮食问题，实现了人口的快速增长。但是，众所周知，实现N2的活化十分困难，目前工业上广泛采用的Haber−Bosch方法合成氨条件十分苛刻，需要350-500°C的高温，以及50-200atm的高压，十分耗能。因而，低温、低压、高效催化剂的开发是降低合成氨能耗的关键，也是近百年来催化工作者从未停止追求的目标。针对以上科学问题，文章作者通过高通量的密度泛函理论计算研究了担载在二维缺陷硼氮单层纳米材料担载的一系列过渡金属单原子电催化氮气还原合成氨的应用前景和可能的催化机理，讨论分析了催化反应路径。结果表明，担载的单原子Mo具有很高的化学稳定性、高磁性、窄带隙。通过各基元反应吉布斯自由能的计算，发现Mo催化活性甚至优于目前实验上最好的氮还原催化剂的催化性能。其高催化活性主要来源于：（1）惰性氮气中氮氮三键能被该催化剂有效活化；（2）中间物种N2H能有效的吸附到该催化剂上；（3）NH2中间体在该催化剂上吸附能力比较弱，有利于最终产物氨气的脱附。