高催化活性的非贵金属催化剂是实现工业大规模电化学氮还原反应（NRR）制氨的关键。尽管金属硫化物的电催化效率一直被认为比其他化合物更高，但由于难以控制合成具有最佳NRR性能的精细纳米结构，这方面的研究尚未取得实质性进展。此外，它们的导电性较差，不利于电催化。近日，东华大学丁彬研究员课题组提出一个有趣的概念设计，合成制备新型的金属硫化物和高导电性基体复合催化剂。通过溶胶热条件下的自组装，直接在泡沫镍表面形成了紧密附着的花朵状的SnS₂和树枝状的ZnS纳米阵列。SnS₂和ZnS均具有优异的催化氮还原活性，而且在三维多孔泡沫镍上形成的排列良好的纳米阵列结构提高了表面积，有利于电解液的渗透，进一步增强了催化氮还原活性。此外，泡沫镍作为导电基体的性能明显优于碳质材料，具有更好的导电性和力学稳定性。合成的SnS₂@Ni和ZnS@Ni泡沫作为复合催化剂具有协同效应，其产氨率和法拉第效率可与贵金属基催化剂相比。

Xingxing Chen, Yi-Tao Liu^*, Chunlan Ma, Jianyong Yu, Bin Ding^*. Self-organized growth of flower-like SnS2 and forest-like ZnS nanoarrays on nickel foam for synergistic superiority in electrochemical ammonia synthesis. J. Mater. Chem. A, 2019.

DOI: 10.1039/C9TA04382A

https://doi.org/10.1039/C9TA04382A