Cu纳米团簇/HL-COF催化剂

98.6%法拉第效率

采用界面配位成核策略，在腙键连接的共价有机框架上均匀负载铜纳米团簇，通过低配位铜原子增强硝酸根吸附并降低决速步能垒，显著提升低浓度硝酸盐电催化合成氨的选择性。

江明航 · Fasheng, Chen · Xinyu, Zhong · Wang, Huaizhu · 廖雪梅 · 蒋珍菊 · 罗孝俊 · Li, Lei · Xiong, Yan · 金钟

ACS Nano 2026

参数信息

法拉第效率

98.6 %

硝酸盐还原电流密度

203.8 mA·cm⁻²

技术优势

均匀负载不团聚

腙键在COF结构中的周期性排列确保铜纳米团簇均匀生长，充分暴露活性位点。

低配位Cu增强吸附

铜纳米团簇中丰富的低配位铜原子显著增强*NO₃中间体的吸附，有利于后续还原。

降低决速步能垒

铜纳米团簇有效降低*NO→*NHO步骤的能垒，加速氨的生成。

低浓度也能高效

在0.01 M低硝酸根浓度下仍达98.6%的法拉第效率，适用于处理稀释硝酸盐废水。

应用场景

• 电催化氨合成：从低浓度硝酸盐高效产氨，替代高能耗Haber-Bosch法。
• 硝酸盐还原：将废水中的硝酸盐转化为有价值的氨，同时实现污染物去除。
• COF基电催化剂：利用COF周期结构实现金属纳米团簇的均匀负载，提升催化稳定性。