B/N共掺杂碳载钴催化剂

硝酸盐高效制氨

通过钴催化石墨化、B–N共掺杂和钴纳米颗粒限域的三重协同策略，实现高活性位点密度与优异结构稳定性，用于可持续的硝酸盐还原制氨。

Zhao, Yuying · Li, Tianjin · Dong, Zhiguo · Wulan, Ba Ri · 杨双霞 · 孙来芝 · 范孟孟 · 陈雷 · 华栋梁 · 蒋剑春

Journal of Materials Chemistry A 2025

参数信息

NH₃选择性

65–98 %

产氨速率

462–4039 μg h⁻¹ cm⁻²

Co纳米颗粒尺寸

15–20 nm

d带中心上移

0.41 eV

技术优势

选择性高

在-0.6至-0.1 V vs. RHE宽电位范围内NH₃选择性达65–98%，有效抑制副产物生成。

产氨速率快

在相同电位区间产氨速率达462–4039 μg h⁻¹ cm⁻²，具备工业级生产潜力。

稳定性卓越

活性衰减可忽略，超越贵金属基准催化剂，适用于长期运行。

应用场景

• 电催化合成氨：替代传统高能耗Haber-Bosch工艺，在温和条件下电催化还原硝酸盐制氨。
• 硝酸盐废水处理：将废水中硝酸盐污染物转化为有价值的氨，实现同步治理与资源化。
• 碳基电催化剂：通过元素掺杂和金属复合提升碳材料的本征电催化活性与稳定性。
• 绿氨生产：利用可再生电力驱动，以硝酸盐为原料实现低碳足迹的绿氨合成。