邵敏华/谷猛ACS Catal.：低成本超薄CoOx纳米片上的硝酸盐电催化还原为氨

2023年10月16日下午3:23 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 9

硝酸盐电化学还原反应（NITRR）是一种非常有吸引力的氨合成方法，因为它具有环境条件好、来源丰富、解离能低、硝酸盐溶解度高等特点。其中，析氢反应（HER）是NITRR的竞争性反应，应适当抑制HER有助于实现NITRR的高法拉第效率。

基于此，香港科技大学邵敏华教授和南方科技大学谷猛副教授（共同通讯作者）等人报道了一种具有丰富表面氧的超薄CoO_x纳米片，其被设计为低成本NITRR催化剂。

通过实验测试发现，该纳米片催化剂在硝酸盐向氨的电化学转化中具有优异的催化性能。在电压为-0.3 V vs. RHE下，其法拉第效率（FE）达到了93.4±3.8%，产生氨的速率更是高达82.4±4.8 mg h^-1 mg_cat^-1。

通过密度泛函理论（DFT）计算表明，钴（Co）位点上的表面氧可以稳定Co氧化物上吸附的氢，从而抑制析氢反应（HER），进而导致NITRR活性增强。该工作表明表面修饰在抑制HER和促进NITRR通过具有较低能量屏障的NHO途径发挥关键作用。

Electrocatalytic Reduction of Nitrate to Ammonia on Low-Cost Ultrathin CoO_x Nanosheets. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c03918.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03918.

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