探索高效、低成本的合成氨催化劑需要反應途徑的可調性，但由于比例關系的限制而還存在困難。基于此，上海交通大學葉天南教授、日本東京工業大學Hideo Hosono和Masaaki Kitano等人報道了堿土亞胺（AeNH）與過渡金屬（TM=Fe、Co和Ni）催化劑結合，通過利用支撐表面上的活性缺陷和負載過渡金屬協同作用來解決這一困難。

在400 ℃、0.9 MPa條件下，Co/SrNH的反應速率高達1686.7 mmol·g_Co^-1·h^-1，TOFs達到500 h^-1以上，優于其他已報道的Co基催化劑，也優于相同反應條件下的基準Cs-Ru/MgO催化劑和工業wüstite-基Fe催化劑。

通過DFT計算，作者研究了TMs/SrNH催化劑中TMs和NH^2-空位之間的協同作用。Bader電荷分析顯示，三種TMs均帶負電荷，即-0.08(Fe)、-0.14(Co)和-0.10(Ni)。含NH^2-空位的SrNH計算出的功函數（Ф_WF）比不含缺陷的SrNH的功函數要小，說明產生NH^2-空位進一步增強了SrNH的給電子能力。

因此，受限制的陰離子電子可以有效地捐贈給TMs，從而通過將電子反向捐贈給N₂的反鍵π*軌道來促進N₂的解離。

H₂處理后N峰歸一化強度明顯降低，表明表面NH^2?與H*反應轉化為NH₃。在H₂處理下，可以沿同一方向發現晶格Sr的六角形圖案的畸變，與表面形成大量NH^2-空位相一致。

計算得到的E_V為Co/SrNH (1.59 eV) ＜ Ni/SrNH (1.75 eV) ＜ Fe/SrNH (1.84 eV) ＜ SrNH (1.92 eV)，表明在TM加載后NH^2-空位的形成更容易。結果表明，經過H₂處理后，SrNH表面形成了大量的NH^2-空位。

Multiple reaction pathway on alkaline earth imide supported catalysts for efficient ammonia synthesis. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-42050-7.