Janus铁碳纳米纤维

双功能固氮

Janus结构抑制析氢竞争反应并富集N2分子，克服了水相中N2溶解度低和传质限制的问题。

Zong, Wei · Gao, Haiqi · Ouyang, Yue · Chu, Kaibin · Zhang, Leiqian · 张薇 · Chen, Ruwei · 戴宇航 · Guo, Fei · Zhu, Jiexin · Zhang, Zhenbing · Chumei, Ye · 缪月 · Lai, Feili · 刘天西

Angewandte Chemie - International Edition 2023

参数信息

氨产率

29.2 μg h⁻¹ mg⁻¹cat.

NRR法拉第效率

27.8 %

硝酸根产率

15.7 μg h⁻¹ mg⁻¹cat.

NOR法拉第效率

3.4 %

技术优势

抑制析氢竞争

Janus结构的疏水层将水分子隔离在催化中心之外，减少质子供应，从而抑制析氢副反应。

富集氮气分子

亲气层使N₂在催化剂表面局部浓度大幅提高，突破了水相中N₂溶解度低的限制。

双功能固氮

同一催化剂既催化N₂还原为NH₃（NRR），又催化N₂氧化为NO₃⁻（NOR），为串联合成提供可能。

应用场景

• 电催化固氮：替代高温高压哈伯法，室温常压下用可再生电力合成氨。
• 合成氨：提供高选择性NRR催化剂，减少副反应和能耗。