文献类型：期刊文章

作　　者：欧阳玲[1,2] 梁杰[2] 罗永嵩[2] 郑冬冬[2] 孙圣钧[3] 刘倩[4] Mohamed S.Hamdy[5] 孙旭平[2,3] 应斌武[1]

Ling Ouyang;Jie Liang;Yongsong Luo;Dongdong Zheng;Shengjun Sun;Qian Liu;Mohamed S.Hamdy;Xuping Sun;Binwu Ying(Department of Laboratory Medicine,West China Hospital,Sichuan University,Chengdu 610041,Sichuan,China;Institute of Fundamental and Frontier Sciences,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,Sichuan,China;College of Chemistry,Chemical Engineering and Materials Science,Shandong Normal University,Jinan 250014,Shandong,China;Institute for Advanced Study,Chengdu University,Chengdu 610106,Sichuan,China;Department of Chemistry,College of Science,King Khalid University,P.O.Box 9004,61413 Abha,Saudi Arabia)

机构地区：[1]四川大学华西医院检验科,四川成都610041 [2]电子科技大学基础与前沿研究院,四川成都610054 [3]山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014 [4]成都大学高等研究院,四川成都610106 [5]哈立德国王大学理学院化学系,阿卜哈,沙特阿拉伯

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》

基　　金：the Deanship of Scientific Research at King Khalid University for funding support through large group Research Project under Grant No. RGP2/199/44

年　　份：2023

卷　　号：50

期　　号：7

起止页码：6-44

语　　种：中文

收录情况：AJ、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EAPJ、EBSCO、EI、IC、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、普通刊

摘　　要：氨是一种重要的工业原料,在化肥、染料、药品和炸药的制造中起着重要作用.由于氨的氢容量大、能量密度高且易于运输,被认为是一种潜在的无碳燃料.Haber-Bosch工艺实现了高附加值氨的大规模工业化生产,但其生产条件(400‒550ºC,15‒30 MPa)苛刻,且伴随着高能耗和CO_(2)排放.因此,开发绿色和可持续的氨合成方法,同时实现全球环境的可持续性势在必行.电催化氮还原合成氨(NRR)是近年来的研究热点,该技术可以在环境条件下进行,且可利用电子作为绿色还原剂,水作为质子源.此外,该过程具有实现分散和现场按需生产氨的巨大潜力,支持分布式肥料生产,从而降低运输成本.除了N2作为氮源,对环境有害且活性高于N2的氮物种(如NO,NO_(2)^(−)/NO_(3)^(−))已被认为是实现环境条件下生产氨的有吸引力的氮源,电催化NO还原(NORR)和NO_(2)−/NO_(3)^(−)(NO_(x)^(−))还原(NtrRR)合成氨具有应用潜力.本文综述了近年来电催化合成氨的研究进展.首先简要介绍了三种电催化合成氨路线(NRR,NORR和NtrRR)的研究背景和意义.然后,对环境条件下合成氨电催化剂的最新研究进展进行了详细讨论,主要涉及催化机理、理论计算和电化学性能.最后,对人工电催化合成氨当前面临的挑战和未来的研究需求作了总结和展望,包括:(1)注重理论计算,通过理论计算可以预测可能的活性位点、吸附能和反应途径,有助于快速筛选合适的催化剂,大大降低实验成本;(2)发展先进的原位表征技术来观察电催化剂表面上的动态变化和捕获/识别反应中间体,促进对真实反应机理的探索,从而进一步指导催化剂的设计;(3)确保数据的准确性和可重复性;(4)合理设计有效的电催化剂.为了进一步提高现有材料体系对氨合成的催化性能,需要开发更高效的材料设计策略(如精确调节单原子金属的配位环境、掺杂原子/空位的类型和�

关 键 词：氨合成 氮还原  一氧化氮还原  硝酸盐/亚硝酸盐还原  电催化剂

分 类 号：TQ1]