陶善文AFM: 氨氧化和制氢两不误！富氧空位LSNC-Ar用于高效催化AOR和HER

氨极易溶于废水中，并且即使氨含量很低，它仍然对自然环境和人类健康都有显着的负面影响。因此，去除废水中的氨是废水处理领域的重要研究课题。电化学氨氧化是一项有效的氨去除方法，并且该技术对低成本和高活性的催化剂有很高的需求。

近日，英国华威大学陶善文课题组制备了单层RP型氧化物La_0.5Sr_1.5Ni_0.9Cu_0.1O_4-δ-Ar(LSNC-Ar)双功能电催化剂，以实现高效氨氧化(AOR)和析氢反应(HER)。

LSNC-Ar可用作稳定的AOR阳极，在0.53 V vs. Ag/AgCl的电位下，在0.5 KOH和55×10^-3 M NH₄中电流密度为13.4 mA cm^-2。此外，AOR的动力学强烈依赖于碱浓度和氨浓度，表明较高的pH和氨含量可以提高LSNC-Ar催化剂的AOR活性。

该RP氧化物还显示出优异的HER催化活性，当使用这种双功能催化剂构建SAE时，SAE-LSNC-Ar的性能在低于0.8 V的电池电压下与AE-PtIr/C-Pt/C的性能相差不大，并且SAE-LSNC-Ar在高电流下工作表明其出色的活性。因此，该系统能够在电池电压低至1.22 V的情况下，在真正的垃圾填埋场渗滤液中去除95%的氨。

LSNC-Ar优异的双功能活性可以认为主要源于以下因素：1.重度Sr掺杂提高了电导率；2.在Ar中烧制增加了催化剂氧空位的浓度；3.Cu掺杂到钙钛矿的B位会引起Ni和Cu的协同作用。该项工作首次报道了使用具有K₂NiF₄结构的氧化物催化AOR和氨电解，为各种电化学装置(包括对称氨电解槽)设计高活性和稳定的双功能催化剂提供了策略。

Oxygen Vacancy-Rich La_0.5Sr_1.5Ni_0.9Cu_0.1O_4-δ as a High-Performance Bifunctional Catalyst for Symmetric Ammonia Electrolyzer. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204881

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陶善文AFM: 氨氧化和制氢两不误！富氧空位LSNC-Ar用于高效催化AOR和HER

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