JACS：微分电化学质谱和表面增强红外研究电催化NO还原反应机理
纳米技术
电化学还原氮氧化物（NORR）在地下水和工业废水之中氮氧化物的电化学脱氮以及电化学合成氨领域非常重要，因此受到人们的广泛关注。但是人们对于NORR的详细机理以及产物选择性的影响因素并没有深入理解。
有鉴于此，康奈尔大学Héctor D. Abruña等报道利用DEMS（微分电化学质谱）和ATR-FTIR表征技术的结合，在碱性和酸性电解液中的NO的吸附和NORR反应过程的吸附物种和产生的溶液相物种进行表征，因此能够对Pt催化剂的过电势依赖的产物和表面吸附物种之间建立关联。
本文要点：
（1）
通过SEIRA光谱表征鉴定NOad,M, NOad,B, NOad,L, NO2,ad吸附物种，并且发现过电势依赖的强度对产物选择性密切相关。在超过产氢的过电势区间内，N2O是唯一产物，这是因为弱吸附NO的还原导致。相比的是，只有在产氢的区域才可能生成NH3和NH2OH，这是由强吸附的NO和吸附H之间反应生成的。N2是少量产物，N2是由N2O和吸附H之间还原生成。在酸性电解液中，生成N2受到显著阻碍，这是因为酸性体系具有更快的NO还原（比NH3/NH2OH更快），因此降低产氢区间内的NO覆盖度。
（2）
为了实现选择性还原NO制备NH3/NH2OH，在酸性和碱性电解液中都必须将过电势保持在0.1-0.2 V vs RHE，保证缓慢的NO供应，酸性体系具有更快的反应动力学，因此是更加优选的反应条件。这些光谱表征结果和NORR反应机理的研究有助于设计和开发效率更高的NORR催化剂，开发合适的选择性合成氨的反应条件。
参考文献
Hongsen Wang and Héctor D. Abruña*, Coupled Differential Electrochemical Mass Spectrometry and Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopic Studies Unravel the Mechanism of Nitric Oxide Electroreduction on Platinum, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c16057
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16057
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