COF负载Cu/Cu₂O催化剂

硝酸盐制氨效率95%

利用二维COF的电子离域效应富集活性位点电子密度，突破硝酸盐还原多质子-电子转移的动力学限制。

Jian, Wang · Chao, Guojie · Zong, Wei · Chu, Kaibin · Zhu, Jiexin · Ruiyao, Chen · 郑勇 · 张龙生 · 刘天西

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

法拉第效率

{'zh': '95', 'en': '95'} %

氨产率

{'zh': '3.4', 'en': '3.4'} mmol/h·mg⁻¹

技术优势

电子密度富集

COF的二维结构和丰富π键产生高电子离域，使Cu活性位点电子密度增加，促进NO₃⁻吸附与活化。

局部浓度提升

COF载体有效提高催化剂表面NO₃⁻的局部浓度，降低反应能垒，从而提升NRA性能。

法拉第效率达95%

复合催化剂在硝酸盐制氨中法拉第效率高达95%，远超掺硼金刚石（~50%）等传统电极。

应用场景

• 电催化合成氨：用硝酸盐废水为原料，在温和条件下高选择性产氨，替代高能耗Haber-Bosch工艺。
• 电化学废水处理：将废水中硝酸盐污染物转化为高价值氨，同步消除污染和回收资源。
• 催化剂载体设计：利用COF电子离域调控金属活性中心电子结构，为负载型催化剂设计提供新策略。
• MOF/COF电催化剂：将COF用作电催化载体，利用其有序孔结构和电子特性增强反应性能。