电化学硝酸盐还原反应（nitrate reduction {attr}3137{/attr}, NITRR）为恢复全球氮循环中的不平衡提供了一种有前景的解决方案，同时实现了一种可持续和分散的氨来源途径。基于此，南开大学罗景山教授（通讯作者）等人报道了一种用于NITRR的新型电催化剂，该催化剂由分散在铜纳米线（Cu NWs）上的铑（Rh）原子簇和单原子组成。在文中，作者构建了一系列基于Rh簇和Cu NWs上负载的单原子的电极（Rh@Cu）。NITRR作为Rh含量的函数进行了探索，在非常低的Rh负载（Rh@Cu-0.6%）下催化生产NH3的局部电流密度为162 mA cm-2，在-0.2 V vs. RHE下的法拉第效率（FE）为93%，同时最高NH3产率达到创纪录的1.27 mmol h-1 cm-2。更重要的是，15N标记和核磁共振（NMR）实验证实硝酸盐是产生氨的唯一氮源。通过电子顺磁共振（EPR）光谱、原位红外光谱、原位拉曼光谱、在线差分电化学质谱（DEMS）对反应的机理见解，以及密度泛函理论（DFT）建模对Cu和Rh之间的协同催化合作提供了令人信服的证据。Cu位点优先稳定氮中间物质，而邻位Rh提供表面氢化进行所需的活化H物种，最终氨作为产物析出。Efficient Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia with Copper Supported Rhodium Cluster and Single-Atom Catalysts. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202202556.https://doi.org/10.1002/anie.202202556.
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