纳米人

Small综述: 合成氨电催化剂进展

纳米技术

2020-09-21

由于人们对清洁能源系统的需求，对合成各种化合物的传统方法进行重新总结。NH₃是一种重要化合物，其广泛应用于化肥、爆炸物等领域中，目前NH₃的合成依然采用静电的高耗能Haber-Bosch过程实现，目前人们发现无需碳基化石能源的电催化过程有可能成为一种潜在的代替Haber-Bosch方案，但是这种电催化方法中具有N₂吸附困难、选择性较。差（通常会和HER反应竞争）、产率较低等缺点。由于目前对电催化N₂制备NH₃的研究仍处于早期，对反应机理的理解、电催化剂和电解液的筛选仍没有得到深入研究。有鉴于此，台湾東海大學王递延等综述报道了基于元素周期表对不同电催化剂分别从法拉第效率/NH₃产率/电催化NRR性质等进行详述，此外，对每种元素的活性进行讨论，实用表格、图片帮助研究者对目前每种元素的进展情况进行总结。

随后，作者对NRR催化反应中的挑战、面临的前景进行阐释，该综述为理解NRR催化反应的进展、如何进一步发展、先进的电催化体系进行总结。

本文要点：

（1）

首先介绍NRR电催化反应基本原理、反应机理。随后对过渡金属催化剂的种类进行分别详述。d¹-组态（(n-1)d²nS²）过渡金属基催化剂；d²-组态过渡金属基催化剂（TiO₂、TiS₂、MXene或其他类型化合物、Zr基催化剂）；d³-组态（V、Nb、Ta）过渡金属基催化剂；d⁴-组态（Cr、Mo(MoO₃、MoO₂、MoS₂、Mo₂C、MoN)、W基化合物）；d⁵-组态过渡金属基催化剂（Mn、Re基）；d⁶-组态过渡金属基催化剂（Fe、Ru基）：Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeS₂、Fe₃S₄等；d⁷-组态过渡金属基催化剂（Co、Rh、Ir基）; d⁸-组态过渡金属基催化剂（Ni、Pd、Pt基）；d⁹-组态过渡金属基催化剂（Cu、Ag、Au基）；d¹⁰-组态过渡金属基催化剂（Zn基）。