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电化学氮还原氨反应催化剂的最新研究进展(英文)
引用本文:洪岩,王琦,阚子旺,张禹烁,郭晶,李思琦,刘松,李斌.电化学氮还原氨反应催化剂的最新研究进展(英文)[J].催化学报,2023(9):50-78.
作者姓名:洪岩  王琦  阚子旺  张禹烁  郭晶  李思琦  刘松  李斌
作者单位:东北林业大学化学化工与资源利用学院
基金项目:supported by the National Natural Science Foundation of China (22208048, 62001097);;the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province (YQ2022B001);;the China Postdoctoral Science Foundation-Funded Project (2021M690571);;the Heilongjiang Postdoctoral Fund (LBH-Z21096);;the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2572020BU04)~~;
摘    要:氨是重要的化工产品之一,广泛应用于化肥和燃料生产等领域.目前我国仍采用传统的Haber-Bosch工艺合成氨,该工艺消耗大量的化石燃料并造成环境污染.因此,开发一种高效、环保的氨合成方法代替Haber-Bosch工艺,减少能源消耗和保护环境具有非常重要的意义.电化学氮还原(eNRR)工艺由于使用可再生能源,成为有前景的替代方法之一.但目前eNRR工艺面临着许多挑战:较大的过电位以及析氢反应都会导致氨合成反应性能不理想.因此,理性设计电催化剂以提高氨合成效率成为当务之急.本文总结了近年e NRR领域的最新进展,以期为开发高性能催化剂提供借鉴.本文从eNRR的反应机理入手,介绍了eNRR的检测方法和反应条件,总结了近年来电催化剂的设计策略、原位表征方法和理论计算的研究成果,并对领域未来发展进行展望.首先,从理论热力学和NH3检测等方面讨论了eNRR的关键难点.然后,从形态、结构、空位、掺杂、协同效应、异质结构和单原子等多方面总结了eNRR催化剂的设计策略.此外,介绍了原位拉曼、原位红外、原位电化学质谱和原位X射线吸收光谱等技术在电催化氮还原机理研究中的重要作用.讨论了密度泛函理论(DFT)...

关 键 词:电催化  氮还原  结构设计  原始表征  反应体系
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