电催化硝酸盐还原反应（NITRR）在废水净化和制备NH₃领域具有发展前景，但是目前仍然缺乏能够选择性制备NH₃的NITRR催化剂。

有鉴于此，南京大学金钟教授、马晶教授、南京理工大学苏剑教授等设计合成了两种多核Co团簇配位聚合物催化剂 {[Co₂(TCPPDA)(H₂O)₅]·(H₂O)₉(DMF)}（NJUZ-2）和{Co_1.5(TCPPDA)[(CH₃)₂NH₂]·(H₂O)₆(DMF)₂}（NJUZ-3）。

本文要点

（1）

合成的多孔Co团簇催化剂具有独特的配位结构和明确的孔结构，高密度的催化位点，具有丰富可接触的传质通道，而且提供了纳米限域化学环境。

由于多核MOF结构的独特特点，NJUZ-2和NJUZ-3在NITRR电催化反应中表现优异性能。使用H型电解槽进行电催化，当过电势为-0.8 V，合成氨的法拉第效率达到98.5 %，而且表现长期稳定。电催化合成氨反应能够在强酸体系进行。

（2）

在流动相电解池中，工业量级电流密度（469.9 mA cm^-2）和-0.5 V过电势时的NH₃产量达到3370.6 mmol h^-1 g^-1_cat，这个结果达到相同条件下在H型电解槽NH₃产率的20.1倍。深入的实验表征分析以及理论计算，解释说明NITRR活性增强的原因是催化剂能够优先吸附NO₃^-，而且*NO₃和*NO₂中间体加氢所需能量更低。

参考文献

Miao Wang, Shufan Li, Yuming Gu, Wenjie Xu, Huaizhu Wang, Jingjie Sun, Shuangming Chen, Zuoxiu Tie, Jing-Lin Zuo, Jing Ma*, Jian Su*, and Zhong Jin*, Polynuclear Cobalt Cluster-Based Coordination Polymers for Efficient Nitrate-to-Ammonia Electroreduction, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06098

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06098