氨（NH3）是一種重要的農(nóng)業(yè)原料，也是一種很有前途的清潔能源，是一種氫載體。然而，目前氨生產(chǎn)的主要方法是哈伯-博世工藝，這導(dǎo)致了大量的能源消耗和嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。與氮還原（NRR）相比，電化學(xué)硝酸鹽還原反應(yīng)（NO3RR）具有更高的NH3產(chǎn)率和法拉第效率，有望在常溫下高效生產(chǎn)NH3。
近日，得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校余桂華教授報(bào)道了通過(guò)原位拓?fù)涠ㄏ蜣D(zhuǎn)化和還原（Fe-cyano-R NSs）制備了一種鐵基-氰基配位聚合物多孔納米片（Fe-cyano NSs），用于高產(chǎn)率和選擇性NO3RR。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 由于金屬Fe對(duì)硝酸鹽有很強(qiáng)的吸附作用，2D Fe-cyano-R用于電催化NO3RR為NH3，在-0.5 V（vs. RHE）時(shí)，表現(xiàn)出高活性（產(chǎn)率為42.1 mg h?1 mgcat?1），法拉第效率為90.2%。
要點(diǎn)2. 研究發(fā)現(xiàn)，2D納米孔結(jié)構(gòu)的超親水表面和增強(qiáng)的ECSA促進(jìn)了高產(chǎn)率的NO3RR活性。此外，Fe-cyano-R電催化劑的二維約束互連顯示出持久NO3RR的良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使高效穩(wěn)定的NO3RR具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。要點(diǎn)3. 研究人員首次基于2D鐵氰酸鹽構(gòu)造了一種雙電極結(jié)構(gòu)的NO3RR和析氧反應(yīng)（OER）電解裝置，實(shí)現(xiàn)了26.2%的能源效率。這項(xiàng)工作為超親水納米薄片中拓?fù)浠苽溥^(guò)渡金屬納米催化劑提供了一種替代方法，用于高效電催化NO3RR制NH3。Zhiwei Fang, et al, Porous Two-dimensional Iron-Cyano Nanosheets for High-rate Electrochemical Nitrate Reduction, ACS Nano, 2021DOI: 10.1021/acsnano.1c08814https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08814
