黑龙江大学AFM：构建路易斯酸场耦合质子供应与硝酸根活化，提升中性电催化动力学
研之成理
2026-03-05 10:11
文章摘要
背景：氨是重要的化工原料和能源载体，传统哈柏-博施工艺能耗高、碳排放量大。电催化硝酸盐还原合成氨是实现氮循环和废水利用的可持续途径，但中性条件下质子供应不足和硝酸根活化困难限制了反应动力学。研究目的：通过构建局域路易斯酸性场，协同改善质子供给与硝酸根活化，提升中性电催化硝酸盐还原合成氨的性能。结论：在Co3O4中引入Zr构建了局域路易斯酸性场，该酸性场通过静电吸引富集硝酸根、重构氢键网络促进水分解，同时晶格应变激活了Co活性位点。Zr-Co3O4催化剂在中性条件下实现了99.5%的氨法拉第效率和15.7mg·h-1·cm-2的生成速率，并展现出优异的稳定性，为改善中性电合成反应动力学提供了新策略。
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