环境下的氮还原反应（NRR）正引起人们的广泛关注，但由于激烈的竞争反应、析氢速度快、氮活化困难等原因，NRR仍然存在缓慢的动力学。

近日，南开大学程方益教授，Wence Xu报道了NiSb合金的合成、电催化NRR性能和对NRR的机理研究。

文章要点

1）研究人员通过对Nb₉₆Sb₄合金前驱体进行化学脱合金化，制备了一种整体式纳米多孔NiSb。

2）研究发现，与Ni或Sb相比，纳米多孔NiSb合金在0.2 V的极低过电位下表现出显着更高的NH₃形成活性和选择性。

3）光谱和吸附研究表明，缺电子Ni向Sb提供具有更高电负性的电子，从而促进NiSb合金上的氮吸附。密度泛函理论（DFT）计算表明，电荷再分配增强了惰性N≡N三键的活化，在NiSb表面，特别是在高氢覆盖的情况下，具有较低的质子耦合电子转移速率决定步骤能垒。此外，Sb原子通过调节配位环境和电子结构来分离结合位点，削弱了H⁺和N₂之间的竞争吸附。

本研究对基于非贵金属3d过渡金属和VA族金属合金的高效NRR电催化剂的开发具有一定的启示作用。

参考文献

Guilan Fan, et al, Nanoporous NiSb to Enhance Nitrogen Electroreduction via Tailoring Competitive Adsorption Sites, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202101126

https://doi.org/10.1002/adma.202101126