1.兰州交通大学褚克、河南大学马东伟ACS Nano：钯金属烯上的亚纳米RuOx簇合物协同增强硝酸盐电还原制氨
（https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07911）
电化学硝酸盐还原成氨反应 (NO3RR) 已成为实现废水处理和氨生产的有吸引力的途径。在此，锚定在 Pd金属烯(RuOx/Pd) 上的亚纳米 RuOx 团簇被报道为一种高效的 NO3RR 催化剂，在 −0.5 V vs RHE下表现出98.6%的最大 NH3法拉第效率，相应的 NH3 产率为 23.5 mg h–1 cm–2 和部分电流密度为 296.3 mA cm-2 。原位光谱表征与理论计算相结合揭示了 RuOx 和 Pd 的协同作用，可通过氢溢出和氢键相互作用的机制增强 NO3RR 能量。具体来说，RuOx 激活 NO3– 形成中间体，而 Pd 离解 H2O 生成 *H，后者通过氢溢出过程自发迁移到 RuOx/Pd 界面。溢出的*H和中间体之间的进一步氢键相互作用使得溢出的*H从RuOx/Pd界面解吸并参与中间体氢化，有助于增强RuOx/Pd对NO3-to-NH3转化的活性。
RuOx/Pd的合成过程及结构表征
2.南开大学罗景山教授ACS Catal.：用于高效电化学硝酸盐还原氨的低配位铑催化剂
（https://doi.org/10.1021/acscatal.2c03004）
氨是一种重要的大宗化学品，也是化肥的主要成分。此外，氨（NH3）作为能量载体和储氢材料的使用也在不断激增。电化学硝酸盐还原是一种低碳、环保、高效的氨合成方法，近年来受到广泛关注；然而，用大多数催化剂生产 NH3 所需的过电势仍然太大。在这项工作中，我们合理设计了由超薄纳米片组成的铑纳米花 (Rh NFs)，并探索了它们在电催化硝酸盐还原成氨 (NITRR) 中的性能。在 0.2 V vs. RHE时法拉第效率高达 95%，因此在 Rh NF 催化剂上形成 NH3 所需的过电势远低于大多数先前报道的催化剂。X射线吸收光谱（XAS）分析表明，Rh NF催化剂中存在低配位原子，可以促进NO3-离子的吸附，并通过密度泛函理论（DFT）计算揭示稳定中间体，从而实现高效 NITRR 性能。
Rh 纳米花和纳米颗粒的结构表征
3.清华大学李淼教授PNAS: N 掺杂碳-铁异质界面用于提高电催化活性和选择性氨生产
(https://doi.org/10.1073/pnas.2207080119)
氨是氮基肥料和各种化学品的关键原料，也是最有前途的无碳能源载体之一。将废硝酸盐电催化回收成有价值的氨，为传统的 Haber–Bosch 反应提供了一种绿色且有吸引力的替代方案。然而，该过程通常存在选择性低和效率低的问题。在此，开发了作为高 NH3 选择性和高效电催化剂的 N 掺杂碳-铁异质界面。掺杂的 N 活性位点被证明可以调节碳-铁相互作用，从而影响中间体的吸附能并抑制氢气的产生。因此，该催化剂表现出优异的 NO3- 去除能力和选择性。具有125.8±0.5 mg N gcat−1h−1的高NO3-去除能力和99.7±0.1%的选择性。该催化剂具有2647.7μg h−1cm−2的NH3生成率和91.8±0.1%的高法拉第效率。
Fe@N10-C的合成与形貌表征
4. 苏州大学冯莱教授Small:具有多晶 Ir&Cu 和无定形 Cu2O 的多级纳米球用于高效的硝酸盐电解制氨
（https://doi.org/10.1002/smll.202206966）
硝酸盐的电化学还原反应（NITRR）为实现氨的绿色合成提供了一条可持续的途径。然而，为NITRR实现高性能的电催化剂，特别是在低过电位下，仍然是一个挑战。在这项工作中，作者制备了由多晶体铱和铜（Ir&Cu）以及无定形Cu2O（CuxIryOz NS）组成的分层纳米球。最佳催化剂Cu0.86Ir0.14Oz具有优异的催化性能，在0.69V（或0 V RHE）的低过电位下，NH3产率（YR）高达0.423 mmol h-1 cm-2（或4.8 mg h-1 mgcat-1），NH3法拉第效率（FE）超过90%，其中氢析出反应（HER）几乎可忽略不计。首次用Cu0.86Ir0.14Oz//Cu0.86Ir0.14Oz的电极对构建了面向NITRR和肼氧化（HzOR）的电解器，表现出高达87%的能量效率（EE）。密度函数理论（DFT）计算表明，分散的Ir原子提供了活性位点，不仅促进了NO3-的吸附，而且还调节了H的吸附/解吸，促进了*N氢化的质子供应，从而提高了NITRR。因此，这项工作指出了形态/结构和成分工程对于实现高效的NITRR催化剂的重要性。
Cu0.86Ir0.14OzNS的形貌结构表征
5. 贵州大学刘宝军教授JCIS：源自ZIF-67的原位界面工程Co/NC作为高效的电催化剂用于硝酸盐还原成氨气
(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.01.014)
电催化硝酸盐（NO3-）还原成氨（NH3）是一种有前途的替代方法，可以同时进行NH3绿色合成和NO3-污染物的清除。然而，由于NH3的选择性和产量较低，这一复杂的八电子反应需要具有卓越性能的催化剂。在这项工作中，通过原位界面工程制备了800℃的ZIF-67（Co/NC-800）的Co纳米颗粒装饰N掺杂碳（NC），用于选择性的NH3合成。该催化剂表现出显著的性能和良好的循环稳定性，在-1.7 V VS. Ag/AgCl时，实现了1352.5 μg h-1 mgcat-1的NH3产量，NH3的选择性高达98.2 %，在-1.2 V vs. Ag/AgCl时，最大法拉第效率为81.2 %。此外，DFT计算结果表明，Co纳米粒子和NC之间的界面效应可以增强电子转移，复合Co/NC-800显示出较低的吸附和转化自由能，从而促进了氨的产生。
Co/NC-x的合成表征
6.西南石油大学周莹教授JCIS：促进富含缺陷的TiO2纳米片上的金纳米粒子的电荷转移，以提高氮气电转化为氨气的产量
(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.01.002)
电催化氮还原反应（eNRR）制取氨气（NH3）已被认为是一种有效的、碳中性的、潜力巨大的氨气生产策略。然而，eNRR的转换效率和选择性仍然面临着巨大的挑战，因为在这个过程中，传输动力学缓慢，缺乏有效的N2吸附和活化点。在此，我们设计并制造了带有氧空位（OVs）和金纳米颗粒（Au/TiO2-x）的富缺陷TiO2纳米片作为高效固定N2的电催化剂。实验结果表明，氧空位作为活性位点，能够有效地化学吸附和激活N2分子。负载在富含OVs的TiO2纳米片上的金纳米粒子不仅加速了电荷转移，还改变了局部电子结构，从而增强了N2的吸附和活化。在这项工作中，最佳的Au/TiO2-x电催化剂显示出相当大的NH3产量活性，在-0.40V vs.RHE，12.5μg h-1 mgcat.-1，法拉第效率（FE）为10.2 %。更重要的是，Au/TiO2-x在循环中表现出稳定的固氮活性，甚至在连续电解80小时后仍然保持。密度泛函理论（DFT）计算显示，OVs作为TiO2的活性位点，而Au纳米颗粒对于改善N2的化学吸附和通过促进eNRR的电荷转移降低反应能垒至关重要，而eNRR具有远端氢化途径。这项研究提供了一种合理的催化位点设计，用于调节金属支撑的缺陷催化剂上活性位点的电荷转移，以促进N2电还原为NH3。
7.中科院重庆绿色与智能技术研究院刘鸿研究员ACB:集成式Cu/Fe-TiO2中的序列活性位点开关，用于硝酸盐高效电转化为氨
(https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122360)
了解反应机制对于从NO3-电还原成NH3至关重要。在此，我们根据键合的热力学性质提出了一种新的顺序活性位点切换（SASS）机制，它涉及到一个集成电催化剂中不同活性物种上的两个关键位点切换。我们通过采用锚定在TiO2基底（Cu/Fe-TiO2）的Cu/Fe异相界面纳米粒子作为模型平台来实现这一概念。理论计算加上原位红外光谱证实了SASS机制：*NO3优先吸附在平面铁相上，向Cu/Fe异相界面转换，还原成*NH3，与*NH3有关的进一步转换发生在平面铜相上，明显促进NO3-转化为NH3。这种SASS途径使Cu/Fe-TiO2具有出色的内在活性，分别比Cu-TiO2和Fe-TiO2高4.68倍和2.82倍。
8.北化工邵明飞教授Nat.Commun.:活化氢气促进了电化学硝酸盐还原为氨的过程
（https://doi.org/10.1038/s41467-022-35664-w）
电化学硝酸盐还原成氨是传统的哈伯工艺的一个有前途的替代策略，但由于涉及多电子/质子的步骤迟缓，因此存在法拉第效率低和氨产量有限的问题。在此，我们报告了一种典型的空心磷化钴纳米球电催化剂，它组装在一个自支撑的碳纳米片阵列上，采用封闭策略合成，通过硝酸盐还原反应表现出8.47 mmol h-1cm-2的极高的氨产率，这比我们以前报道的数值要高。原位实验和理论调查显示，磷化钴上活性氢的生成与其被氮气中间体及时消耗之间的动态平衡导致了具有高法拉第效率的卓越氨产量。这种基于活性氢平衡的独特见解为通过电化学技术大规模生产氨提供了新的机会，并可进一步用于二氧化碳的捕获。
9.河南大学刘小强教授ACB:一种实用的FeP纳米阵列电催化剂可高效催化还原废水中的亚硝酸盐为氨气
(https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.122353)
氨的生产是一个能源密集型的过程，而亚硝酸盐离子则是一种大量的环境污染物，因此，通过电化学过程将亚硝酸盐离子（NO2-）转化为氨（NH3）具有重要意义。采用水热法加低温磷化工艺，在Ti板上制备了磷化铁纳米阵列（FeP NA），形成FeP NA|Ti，然后用于将NO2-离子有效地转化为NH3。在一个使用中性pH电解液的单室电池中，亚硝酸盐转化为氨的法拉第效率达到82.5±2.3 %。为确保FeP NA|Ti的高性能，对各种参数进行了优化，并通过机理研究加以解释。研究发现，原子氢（H*）对反应速率和选择性都有很大影响。此外，密度泛函理论（DFT）计算显示，FeP的（211）和（011）面是亚硝酸盐还原的主要活性面，亚硝酸盐离子倾向于与FeP的两个相邻的铁原子结合，以确保最大催化性能。
10.苏州科技大学 Changhong Wang课题组JPS：金属CuCo纳米晶体中性电解质中高效电催化硝酸盐转化为氨气
（https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.232523）
电催化硝酸盐还原成氨（NRA）是在温和条件下解决硝酸盐消除合成氨的一种有前途的方法，但目前仍缺乏高效的NRA电催化剂。在此，我们开发了一种双金属CuCo纳米晶，其Co与Cu的比例为2.5at.%，实现了100%的硝酸盐转化率，并且在中性电解质中-0.65Vvs.RHE时也保持了95%的高NH3法拉达效率。更重要的是，它的高催化活性使得硝酸盐到氨的转化率超过了97%。密度函数理论计算表明，优异的催化活性归因于强烈的NO3-吸收和对氢气进化反应的抑制。这项工作为开发高活性和高选择性的NRA电催化剂提供了一个新的视角。
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