作为21世纪最有前景的清洁能源，氢能受到了广泛的关注。然而，其应用和开发却受到储存和运输困难的限制。氨由于其高能量密度(12.8 GJ·m-3)，高氢含量(17.6 %)和高沸点(-33.5 °C)，易液化和分解产生H2，因而可以很好地克服上述问题，成为一种优良的无碳能量载体和储氢介质。目前，氨的主要来源依然是工业上的Haber-Bosch工艺合成氨，该工艺须在高温(400-600 °C)、高压(20-40 MPa)条件下进行，因而产生了巨大的能耗和污染。而Ru基催化剂在温和条件下(< 450 °C, < 5 MPa)具有优于其它催化剂的活性，其反应条件显著低于Haber-Bosch工艺中使用的熔铁催化剂，在温和条件下具有较好的工业研究前景。
而在Ru基氨合成催化剂的研究中，载体的研究最为关键。与其他类型的载体相比，钙钛矿氧化物由于强碱性位的存在而具有较强的给电子能力，因而有利于载体电子向Ru的转移和N2的活化。而在各种钙钛矿氧化物中，BaCeO3由于具有Ce3+/Ce4+氧化还原能力，储氧能力以及钙钛矿氧化物特有的强给电子能力，使其在氨合成方面具有非常好的研究前景。
图(a)(c)和(b)(d)分别为Ru/BaCeO3-a和Ru/BaCeO3-b催化剂的HRTEM图和Ru尺寸分布图；图(e)为BaCeO3载体的CO2-TPD图；图(f)为Ru/BaCeO3催化剂的氨合成性能图
最近，太原理工大学的王爽教授和李晋平教授合作，利用共沉淀法，通过对焙烧温度的控制，设计合成了两种具有强碱性位的BaCeO3载体，并通过等体积浸渍，制备了Ru/BaCeO3催化剂作为高效的氨合成催化剂。CO2-TPD图表明两种催化剂均具有较强的碱性位，而BaCeO3-a具有更高的碱性密度。较强的碱性位和较高的碱性密度能够增强BaCeO3材料的给电子能力，有利于电子转移到Ru表面，从而促进N≡N键的解离。HRTEM图表明，Ru/BaCeO3-a催化剂的Ru颗粒尺寸为2.34 nm，较Ru/BaCeO3-b催化剂(3.46 nm)更接近2 nm，有利于暴露更多的B5活性位(N2解离的活性位)。氨合成性能测试结果表明，Ru/BaCeO3-a催化剂较Ru/BaCeO3-b催化剂具有更高的氨合成性能，从而证明较强的碱性位、较高的碱性密度以及适宜的Ru颗粒尺寸，均有利于氨合成性能的提高。该工作为强碱性氨合成催化剂载体的可控制备提供了新思路。
相关论文发表在Chemistry - An Asian Journal (DOI:10.1002/asia.201900618)，王爽教授和李晋平教授为通讯作者，硕士研究生李威为第一作者。
