电催化还原硝酸盐合成氨是具有前景的技术，有助于解决环境污染，且有助于可持续的能源转化。

有鉴于此，南京大学左景林教授、丁梦宁教授、马晶教授等基于Zn₅-NiS₄双位点的高效串联催化反应机理，将Zn₅-NiS₄双位点组装在具有氧化还原活性的MOF内，能够促进硝酸盐还原为亚硝酸盐、亚硝酸盐还原为氨的反应动力学。

本文要点：

（1）

Zn₅簇能够吸附NO₃^-，并且将NO₃^-选择性还原为NO₂^-，[NiS₄]起到铁氧还蛋白（ferredoxin）类似的功能，将NO₂^-还原为NH₃。基于这种设计，使用氧化还原活性[Ni(C2S₂(TPCOOH)₂)₂]配体构筑Zn₅-NiS₄TP MOF双金属MOF。

Zn₅-NiS₄TP MOF在中性电解液的最大合成氨产量达到23650.63 μg h^-1 mg^-1，法拉第效率达到92.57 %。

（2）

作为对比，分别合成了其他双位点的MOF，Mn₅-NiS₄TP、Cd₂-NiS₄TP，以及Zn-TTFTB、Zn-NiS₄Ph、以及其他含Zn₅簇的MOF，研究电催化还原硝酸盐的性能。研究结果表明-噻吩基代替-苯基能够增加S杂原子的含量，改善导电性，促进电子转移。DFT理论计算验证了实验结果。

参考文献

Zedong Zhang, Yang Lv, Yuming Gu, Xiaocheng Zhou, Bailin Tian, Anqi Zhang, Zhimei Yang, Shizheng Chen, Jing Ma, Mengning Ding, Jing-Lin Zuo, Dual Zn5-NiS4 Sites in a Redox-Active Metal-Organic Framework Enables Efficient Cascade Catalysis for Nitrate-to-ammonia Conversion, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202418272

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202418272