铁钴普鲁士蓝类似物中性条件下硝酸根电化学加氢制氨的活性来源研究（英文）

作者：叶盛华; 杨秀元; 黄振城; 陈志达; 陈文达; 黄涛; 区芷君; 熊伟; 李永亮; 任祥忠; 刘剑洪; 张黔玲^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(09): 3573-3581.

在温和的大气条件下通过电化学硝酸根还原反应(nitrate reduction reaction, NO3-RR)制氨是合成氨的可行方法,也是一种很有前途的储氢策略.本研究首次将生长在碳纤维布上的铁钴普鲁士蓝类似物层状立方阵列用作NO3-RR的电催化剂,并且在中性的磷酸盐缓冲溶液中获得了令人满意的氨产率(1788.4μg h-1cm-2)和法拉第效率(81.01%).电化学结果和原位拉曼光谱表明,氰基对提高催化活性至关重要.通过前沿轨道理论对催化剂的催化活性进行了解释:氰基可以提高催化剂最高占据态(即最高占据分子轨道)的能量,促进电子从催化剂的最高占据态跃迁至硝酸根离子的最低未占据分子轨道,并实现吸附中间体吉布斯自由能的优化,从而加速NO3-RR.