近日，我校物理与电子工程学院青年教师肖克拉博士在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（IF = 13.2，，中国科学院一区TOP期刊）上发表了题为“Mechanistic origins of poisoning resistance in Mn-doped Zr2Fe alloys: A combined DFT and experimental study”的学术论文。物理与电子工程学院、射线检测学科与技术中心、652团队成员肖克拉博士为论文第一作者，四川轻化工大学为论文第一单位。
这项研究工作揭示了锰（Mn）掺杂Zr2Fe合金在CO共存环境下促进氢解离的双重增强机制。密度泛函理论计算表明，Mn掺杂通过以下协同作用优化表面性质：（1）选择性减少CO吸附位点；（2）引发电荷重分布：表面Mn位点因配位缺失呈现反常电子富集特性，通过从邻近Zr原子获取电子形成正Bader电荷，此现象与其本征低电负性形成鲜明对比。关键机制在于Mn掺杂同时实现d带中心调制与活性位点构筑，在促进H₂解离的同时显著削弱CO竞争吸附。Sieverts法气体吸附实验表明，在0.5%CO/99.5%H2污染环境中，Zr2Fe0.9Mn0.1相较未掺杂体系展现出吸氢速率提升和容量增长，同时维持相同的体相歧化产物（ZrFe2）与热力学平衡特性。Rietveld精修XRD分析进一步佐证该结论：Mn掺杂仅引起立方相（Fd-3m）边际增量（5.06→6.34 wt%），此源于局部应变效应的结构微调并不影响界面抗CO毒化机制。综合研究表明，Mn掺杂Zr₂Fe的抗毒化性能源于三重协同作用：电荷转移诱发的电子效应、表面重构主导的几何效应、以及竞争吸附动力学调控。该研究为设计高性能抗毒化储氢材料提供了新的理论基础，展现了我校在核材料设计与结构调控领域的持续创新能力。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176734
【复审：莫碧泉 终审：许筠柱】
