吉林大学饶衡/秦俊生课题组Angew赏析：阳离子调控铁卟啉促进电催化还原亚硝酸盐为氨

背景：亚硝酸盐作为致癌水污染物，主要来自工业废水、生活污水和化肥滥用，对人类健康构成威胁。电催化技术因其操作简单、条件温和，在亚硝酸盐还原中显示出潜力，但受限于电催化剂性能，尚未实现工业化应用。金属卟啉结构明确、易于修饰，是研究电催化机理的理想模型。研究目的：通过分子工程策略，在铁四苯基卟啉（FeTPP）中引入给电子二甲基氨基和吸电子三甲基氨基阳离子，合成FeDMA和FeTMA，探究取代基性质对电催化还原亚硝酸盐为氨性能的影响。结论：阳离子修饰的FeTMA在中性电解液中表现出最佳催化活性，氨产率在-1.5V时分别为FeDMA和FeTPP的1.9倍和1.5倍，归因于阳离子通过库伦作用增强亚硝酸根吸附并促进氨脱附。均相实验确认FeI为活性中心，反应路径为NO2-→*NO→*NHO→*NH2OH→*NH2→*NH3，理论计算表明*NO2到*NO为限速步骤，FeTMA能垒最低。