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一氧化氮（NO）的電化學(xué)還原不僅為Haber-Bosch工藝的環(huán)境生成氨氣（NH₃）提供了一個(gè)有吸引力的替代方案，而且緩解了人為造成的氮循環(huán)不平衡。

近日，電子科技大學(xué)孫旭平教授、四川大學(xué)郭孝東教授和河南大學(xué)馬東偉副教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種在石墨氈上的MoS₂納米片（MoS₂/GF）作為NO轉(zhuǎn)化為NH₃的高效和穩(wěn)定的3D電催化劑。

在酸性電解液中，這種MoS₂/GF可以獲得的最大法拉第效率為76.6%、NH₃產(chǎn)率高達(dá)99.6 μmol cm^-2 h^-1。

利用MoS₂納米片負(fù)載碳紙作為正極，組裝了Zn-NO電池的概念驗(yàn)證裝置，其可以提供的放電功率密度為1.04 mW cm^-2、NH₃產(chǎn)率達(dá)到了411.8 μg h^-1 mg_cat^-1。

通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，帶正電的Mo邊緣位點(diǎn)通過受體-供體機(jī)制促進(jìn)NO的吸附/活化，不利于質(zhì)子的結(jié)合和N-N鍵的耦合。

總之，該研究不僅為在環(huán)境條件下高效地將NO轉(zhuǎn)化為NH₃提供了一種具有吸引力的含量豐富的催化劑材料，而且為合理設(shè)計(jì)和開發(fā)金屬硫族化合物作為NORR催化劑的應(yīng)用開辟了一條新途徑。

High-Performance Electrochemical NO Reduction into NH3 by MoS₂ Nanosheet. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202110879.

https://doi.org/10.1002/anie.202110879.

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孫旭平/郭孝東/馬東偉Angew.：MoS2納米片高效電化學(xué)還原NO生成NH3