合成氨工業(yè)是當(dāng)前化工工業(yè)的重要組成部分，而傳統(tǒng)的哈伯-博施(Haber–Bosch)法不僅能耗嚴(yán)重，而且會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此，發(fā)展高效的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的可持續(xù)的合成氨過程非常重要。電催化合成氨過程(NRR)被認(rèn)為是一種有效的在溫和條件下進行的固氮過程。然而，NRR過程需要打破相當(dāng)惰性的N2分子鍵，其鍵能為941 kJ mol-1，需要消耗巨大的能量。所以，發(fā)展高效的NRR催化劑至關(guān)重要。相對于貴金屬催化劑而言，非貴金屬催化劑由于其相對低的價格和較高的地殼豐度，使得其成為更具有前景的NRR催化劑。
與其他二維材料相比，層狀二維材料MoS2不僅具有電子結(jié)構(gòu)可調(diào)、液體介質(zhì)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，而且制備工藝簡單，具有規(guī)?；a(chǎn)的潛力，因此在NRR電催化領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
圖一 近日，濟南大學(xué)吳丹課題組系統(tǒng)綜述了近年來MoS2基電催化劑用于NRR過程（圖一）的研究進展。2018年，MoS2首次作為電催化劑被應(yīng)用到NRR過程中，并取得了較好的催化性能。但是由于競爭反應(yīng)以及活性表面積不足的影響，MoS2的NRR性能有待于進一步提高。為了解決上述問題，該綜述從以下四個方面闡述了MoS2基催化劑用做NRR催化劑的優(yōu)化策略，包括（1）提高MoS2電導(dǎo)率，（2）增大MoS2比表面積，（3）利用其他元素與MoS2的協(xié)同作用，（4）抑制NRR過程的競爭反應(yīng)。并且對有關(guān)的理論計算也進行了總結(jié)歸納，這些理論計算對MoS2基催化劑在NRR過程的應(yīng)用起到一定的理論指導(dǎo)作用。最后針對如何從MoS2的自身結(jié)構(gòu)、晶型以及親水性等方面優(yōu)化催化劑的性能做出了展望。 論文信息： MoS2-Based Catalysts for N2 Electroreduction to NH3 – An Overview of MoS2 Optimization Strategies Dr. Liang Tian,Dr. Jinxiu Zhao,Prof.?Dr. Xiang Ren,Prof.?Dr. Xu Sun,Prof.?Dr. Qin Wei,Prof.?Dr. Dan Wu ChemistryOpen DOI: 10.1002/open.202100196
