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通過電化學還原反應將NO₃^-轉化為NH₃是能夠處理廢水的技術，這個技術有助于實現氮的循環。但是電解反應通常含有一系列質子耦合電子轉移的過程，而且存在一些競爭反應。因此發展同時具有高選擇性和高催化活性的催化劑非常重要。

有鑒于此，阿卜杜拉國王科技大學Hao Huang、山東大學宋克鵬教授等報道Cu/Co比例不同的Cu-Co二元硫化物納米片，研究Cu-S和CoS₂之間的協同作用，以及CoS₂的催化效果。

本文要點

(1)

在改變的Cu/Co比例與電催化性質之間建立火山圖，比例優化的Cu_xS-Co_0.5催化劑能夠在-1.4 V實現~95.6 %法拉第效率。當-1.6 V的氨產量達到5.36 mg/h cm²，這比Cu_xS或CoS₂分別高6.5倍和3.8倍。

(2)

通過光譜表征和理論計算，發現Cu_xS-Co_0.5催化劑能夠產生納米層的內建電場，這個內建電場起到增強電子轉移和構筑活性位點的重要作用。此外，改善水分子解離的性能有助于中間體的加氫還原，這些效應整體上顯著增強催化活性。

參考文獻

Maolin Zhang, Zedong Zhang, Shaolong Zhang, Zechao Zhuang, Kepeng Song*, Karthik Paramaiah, Moyu Yi, Hao Huang*, and Dingsheng Wang, Efficient Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia Driven by a Few Nanometer-Confined Built-In Electric Field, ACS Catal. 2024, 14, 10437–10446

DOI: 10.1021/acscatal.4c02317

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c02317