电催化氮还原是一个极具挑战的过程，需要实现高的氨产率和合理的法拉第效率。为了解决这一问题，江苏科技大学Yang Fu、Yuan Aihua、南洋理工大学Edison Huixiang Ang通过在氮掺杂的碳纤维上原位锚定界面共生的超细MoO₂纳米颗粒来开发催化剂。

本文要点：

1) 通过优化热处理条件，在MoO₂纳米颗粒之间产生了大量的晶界，这导致氧空位的比例增加。这反过来又改善了电子的转移，从而产生了高活性的反应位点和有效的氮捕获。由此产生的MoO₂/C700催化剂优于商业MoO₂催化剂，在1M KOH电解质中，该催化剂在−0.7 V下，NH₃产率和法拉第效率分别为173.7μg h⁻¹ mg_cat⁻¹和27.6%。

2) 原位X射线光电子能谱表征和密度泛函理论计算揭示了N₂和氧空位的主要相互作用，并在氮和Mo（IV）之间产生电子转移。所获得的催化剂在60小时的连续电解过程中表现出优异的催化稳定性。

参考文献：

Xiu Zhong et.al Optimizing oxygen vacancies through grain boundary engineering to enhance electrocatalytic nitrogen reduction PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2306673120

https://doi.org/10.1073/pnas.2306673120