主要观点总结
本研究报道了一种高效硝酸盐还原制氨催化剂，通过BO2-阴离子诱导效应和异质分支结构驱动的质量传输增强策略制备。引入BO2-阴离子提高了催化剂的电子传输路径，调控了中间体的吸附和脱附速率，降低了关键反应步骤的自由能。采用3D打印技术制备的空心仿生海胆结构显著改善了催化过程中的质量传输动力学，实现了高达6.27 mmol·h-1·cm-2的氨生成速率和98.7%的法拉第效率。催化剂具有优异的抗HER性能，并在高电流密度下表现出良好的长期稳定性。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
氨在肥料、医药、农药和能源载体领域有广泛应用。传统的Haber-Bosch过程需在高温高压下进行，而电化学合成氨因环保和节能的特点引起关注。然而，现有的氮还原反应法存在效率低等问题，因此研究人员提出使用硝酸盐还原反应替代氮还原反应。
关键观点2: 研究亮点
首次提出BO2-阴离子诱导效应结合异质分支结构驱动的质量传输增强策略，制备高性能的NO3RR催化剂。通过引入BO2-阴离子和设计制备三维空心仿生海胆晶格结构催化剂，显著改善了催化性能。
关键观点3: 催化剂的制备与性能
通过DLP 3D打印技术制备了3D空心仿生海胆（HBSU）聚丙烯酸酯(PA)结构，随后化学镀上Ni-P，再制备NiFe（BO2）O（OH）催化层。这种结构自驱动产生差异化的微对流区，能够显著改善催化过程中的质量传输动力学。在NaBO2含量为60 g L−1时，催化层形貌的多孔性达到最佳。
关键观点4: 催化机理
BO2−阴离子的引入不仅使*NO3到*HNO3的转化步骤变得更加容易，还有利于中间产物的同时吸附和解吸。此外，NiFe(BO2)O(OH)的总DOS分布比NiFeO(OH)的分布更广，电导率也将得到提高。
关键观点5: 抗HER性能
BO2-的引入有效抑制了HER活性，有利于提高NO3RR催化剂的氨产率和法拉第效率。这对于开发高NO3RR活性和低HER活性的催化剂至关重要。
关键观点6: 研究展望
该研究为设计高性能节能型NO3RR催化剂提供了新的思路，具有广泛的应用前景。
文章预览
▲第一作者: 丁丽萍，严寒，张淋 通讯作者:王艳青，李奇 通讯单位: 南通大学化学与化工学院 论文DOI: 10.1002/aenm.202402301 （点击文末「阅读原文」，直达链接） 全文速览 本研究报道了一种由BO 2 - 阴离子诱导效应和异质分支结构驱动的质量传输增强策略制备的高效硝酸盐还原制氨催化剂。通过引入BO 2 -阴离子，提高了催化剂的电子传输路径，调控了中间体的吸附和脱附速率，降低了关键反应步骤的自由能。特别地，采用3D打印技术制备的空心仿生海胆结构显著改善了催化过程中的质量传输动力学，进一步增强了催化性能。最终实现了高达6.27 mmol·h -1 ·cm -2 的氨生成速率和98.7%的法拉第效率。同时，该催化剂在1500 mA·cm -2 超高电流下100小时内性能仅有轻微下降。 背景介绍 氨广泛应用于肥料、医药、农药和能源载体领域。传统的Haber-Bosch过程
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