FeOOH纳米棒催化剂

耦合路易斯对+PEG

通过表面路易斯对与聚乙二醇微环境的协同，实现氮气高效吸附活化，显著抑制析氢副反应，提升电催化合成氨的选择性。

王海芳 · 原孟磊 · 张景贤 · Bai, Yiling · Zhang, Ke · 李斌 · 张光晋

Journal of Colloid and Interface Science 2023

参数信息

氨产率

118.07 μg h⁻¹ mg_cat⁻¹

法拉第效率

51.4 %

技术优势

产率突出

FeOOH-150在-0.6 V vs. RHE和0.1 M LiClO₄ + 20% PEG电解液中NH₃产率达118.07 μg h⁻¹ mg_cat⁻¹，超过多数已报道电催化剂。

选择性可达 51%

在相同条件下法拉第效率高达51.4%，PEG局部非水环境和路易斯对共同抑制析氢，使电子优先用于氮还原。

PEG 抑制析氢

PEG作为局部非水电解质体系覆盖电极表面，阻碍质子接近，从微观环境上抑制析氢反应，提高氮还原选择性。

应用场景

• 电催化氮还原：用于温和条件下直接电化学合成氨，替代高能耗的Haber-Bosch路线。
• 合成氨催化剂：作为阴极催化剂，在低过电位下高效驱动氮还原产氨反应。
• 析氢抑制：通过PEG局部非水环境抑制析氢，显著提升氮还原的选择性和法拉第效率。
• 绿色氨生产：利用可再生电力驱动，在常温常压下合成氨，降低碳排放。