近日，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员温晓东团队于铁基催化剂布局调控标的目的取患上主要进展。研究结果发表在《天然—通信》。该研究立异性地构建了Fe7C3铁碳化物催化剂，其具有不变存于的热力学可行性。
铁基催化剂因其低成本及可调控性，于合成气转化和CO2加氢等范畴具备广泛运用远景。然而，铁催化剂于反映历程中凡是出现出繁杂的相态演化举动，其活性相多为差别碳化铁与氧化铁的共存系统，致使反映机制难以明确、选择性节制受限，且布局不变性不足。
为冲破该瓶颈，研究团队立异性地构建了Fe7C3铁碳化物催化剂。经由过程普鲁士蓝类先驱体于氨氛围热解前提下引诱形成Fe2N中间相，于CO2加氢历程中进一步原位转化为Fe7C3，从而规避了传统碳化路径中Fe3O4/Fe5C2动态混相难控的问题。该计谋实现了Fe7C3主相于CO2加氢低碳势氛围中的天生与不变连结。
该研究经由过程K–Mg双助剂的协同调控计谋显著加强了Fe7C3的布局不变性。K助剂有用促成碳化历程，指导Fe2N中间相向Fe7C3的有序相变；Mg助剂则于反映历程中经由过程吸电子效应减弱Fe–O键合强度，显著提高水份子于外貌的解离能垒，从而有用按捺水引诱的外貌氧化。
研究团队进一步构建了Fe7C3的热力学形成相图，展现于低碳化学势前提下，Fe7C3与其他铁碳化物之间的形成能差异较小，注解其具有不变存于的热力学可行性。研究明确验证了该催化剂于氧化性反映情况中依然可以三木SEO-或许不变连结Fe7C3主相，揭示出卓着的布局连结能力及反映不变性。
该事情不仅于质料布局调控方面实现主要冲破，也为Fe7C3物相于其他催化转化反映中的运用摸索提供了新的研究范式。该研究所提出的先驱体热解计谋一样合用在多种铁碳化物的可控构建，为深切展现碳化物布局—机能瓜葛及开发高机能铁基催化剂提供了有力的理论支撑与实践引导。
相干论文信息： https://doi.org/10.1038/s41467-025-63218-3
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