电催化氮气还原反应(NRR)提供了一种在环境条件下生产氨的节能且环保的方法。然而,传统催化剂由于其低活性和竞争性的析氢反应的存在而具有极差的NRR性能。纳米多孔金(NPG)具有高催化活性,而ZIF-8具有疏水性和分子浓缩效应,有鉴于此,天津师范大学Miao Du,Cheng-Peng Li等合作,设计并合成了NPG @ ZIF-8纳米复合材料,其中 ZIF-8壳可以减弱析氢并延缓反应物的扩散。实验发现,NPG @ ZIF-8纳米复合材料的最高法拉第效率可达44%,氨产率达(28.7±0.9)μg h-1 cm-2,这明显优于传统的金纳米粒子和NPG。此外,该复合催化剂显示出高的电化学稳定性和选择性(98%)。NPG @ ZIF-8优异的NRR性能使其有望用于氨生产的水基NRR电催化剂。
Yijie Yang, Cheng-Peng Li,* Miao Du*, et al. Nanoporous Gold Embedded ZIF Composite for Enhanced Electrochemical Nitrogen Fixation. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201909770