电化学氮还原反应（eNRR）是一种很有前途的高效低排放合成氨的方法。近日，韩国科学技术研究院（KIST）Hyun S. Park，Sung Jong Yoo，延世大学Hansung Kim报道了一种硫化铜基电催化剂用于电化学法合成NH₃。

文章要点

1）研究人员采用固相合成法在中性水溶液中制备了Cu₉S₅催化剂，首先将Cu(NO₃)₂·2.5H₂O和CH₄N₂S粉末在砂浆中研磨，然后进行热处理，合成了Cu₉S₅/NC催化剂。

2）研究发现，尽管Cu₉S₅/NC催化剂在-0.5 V_RHE下具有10.8±0.4μg/hcm²的活性，但在eNRR过程中Cu₉S₅/NC的晶体结构会转变为Cu₂O，催化剂NRR活性被降解。为了实现连续的电化学合成氨，研究人员引入了一个再生的电化学硫循环来恢复Cu₉S₅的晶体结构和NRR活性。电化学再生循环重构了连续的NH₃生产过程之间的金属−硫键，恢复了NRR的活性，以溶解的N₂和H₂O为反应物，在重复的合成氨反应中生成NH₃和H₂。

3）研究人员利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析了Cu₉S₅在氧化还原循环过程中的表面态，并用核磁共振（NMR）和比色法(UV−Vis)证实了NH₃的生成。

参考文献

Hee Soo Kim, et al, Regenerative Electrocatalytic Redox Cycle of Copper Sulfide for Sustainable NH₃ Production under Ambient Conditions, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c03985

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03985