Angew：揭示高达75.05%选择性氮气电还原中质子化动力学选择性的依赖性

NavyLIu

2022-10-27

虽然在碱中氮还原反应（NRR）对氨（NH₃）的选择性始终较高，但对氮（N₂）质子化的选择性依赖性及其机理尚未揭示。近日，成均馆大学Lee Hyoyoung揭示了氮气电还原中质子化动力学选择性的依赖性。

本文要点：

1) 作者从理论上研究了NRR的选择性是如何依赖于由质子（H）丰度和吸附解吸以及中间*NNH共同调节的第一质子化。通过将电子金属调节剂（M=Co，Ni，Cu，Zn）加入到固氮酶模拟的多硫化铁（FeSx）中，获得了一系列具有可定制质子化动力学的FeMS_x催化剂。

2) 通过原位FT-IR和拉曼光谱以及电化学阻抗谱跟踪的关键中间体行为证明了强质子化动力学依赖性选择性，其数学上遵循对数线性布拉德利曲线。在室温下，用于在0.1M KOH电解液产生NH₃的FeCuS_x在−0.1V（vs.RHE）表现出75.05%的高选择性。

参考文献：

Liu, Y., Wang, L., Chen, L., Wang, H., Jadhav, A..R., Yang, T., Wang, Y., Zhang, J., Kumar, A., Lee, J., Bui, V.Q., Kim, M..G. and Lee, H. (2022), Unveiling the Protonation Kinetics-Dependent Selectivity in Nitrogen Electroreduction: Achieving 75.05% Selectivity. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI: 10.1002/anie.202209555

https://doi.org/10.1002/anie.202209555