SCMs|原位电化学钾离子插层促进层间限域的硝酸盐还原制氨反应

将硝酸根离子电化学转化回有价值的氨（NH₃）是传统Haber-Bosch工艺的一种可能的替代方案。然而，硝酸根电还原制氨目前仍然受制于从NO₃^-到NH₃的低催化活性和低法拉第效率（FE）。

近日，杭州师范大学高鹏、叶伟副教授和浙江工业大学毋芳芳副教授等人在Science China Materials发表研究论文，报告了二维层状结构中的层间限域的硝酸盐还原制氨反应（NTRR）。

本文要点：

1) 原位电化学钾离子（K⁺）插层扩大了层间距，从而触发了层间限域的NTRR。

2) 所制备的α-Ni_0.902Cu_0.098(OH)₂超薄纳米片具有高的NTRR性能，在-0.6 V（相对于可逆氢电极）下的NH₃产率和FE分别达到了13.4 mol g_cat.^-1 h^-1和98.9%，远超过已报道的铜基电催化剂。此外，该催化剂还表现出良好的循环稳定性，连续循环20次后活性和FE没有明显的衰减。

3) 利用原位电化学拉曼光谱结果揭示了从NO₃^-到NH₃的途径。

这项研究为从层间限制效应的角度合理设计用于NTRR的高活性、选择性和耐久性层状结构电催化剂提供了新的见解。

文章信息

Xu M., Zhang Y., Zhou H., et al. Boosting the interlayer-confined nitrate reduction reaction by in situ electrochemical potassium ion intercalation. Sci. China Mater. (2022).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2263-x

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