电催化还原硝酸盐制备NH₃是具有前景的合成氨技术，催化剂的界面电子相互作用能够调控电催化反应过程中的物理化学性质，但是人们对于界面电子相互作用的认识非常缺乏。

有鉴于此，郑州大学徐丽教授、曹春梅博士、田芸副教授等报道制备了高效电催化剂电极Ag修饰Co₃O₄（Ag_1.5Co/CC），在中性电解液进行电催化还原硝酸盐制备氨。

本文要点

（1）

Ag_1.5Co/CC电催化剂在还原硝酸盐制备氨的反应中硝酸盐转化率实现96.86 %，NH₃的法拉第效率达到96.11 %，产物中氨的选择性接近100 %。Ag_1.5Co/CC电催化剂的本征活性达到Ag/CC对比催化剂的~81倍。

（2）

作者通过多种表征技术和理论计算，说明Ag和Co₃O₄之间存在界面电子相互作用。这种界面电子作用能够稳定Co₃O₄的CoO₆八面体结构，显著改善NO₃^-和中间体（NO₂^-和NO）的吸附，并且阻碍Heyrovsky步骤，改善硝酸盐还原的效率。

此外，这项研究说明不同活性位点之间的协同作用。其中在Ag位点上NO₃^-还原为NO₂^-，在Co位点NO₂^-加氢生成NH₃。这项研究有助于开发高性能的电催化还原硝酸盐合成氨催化剂。

参考文献

Zhenhai Fan, Chunmei Cao, Xingchuan Yang, Wenchuang Yuan, Feiyang Qin, Yating Hu, Xiaobo Sun, Guoji Liu, Yun Tian, Li Xu, Interfacial Electronic Interactions Promoted Activation for Nitrate Electroreduction to Ammonia over Ag-modified Co₃O₄, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202410356

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202410356