有鉴于此，为了限制HER，江南大学刘天西教授，伦敦大学学院Ivan P. Parkin，江苏大学饶德伟副研究员报道了通过构建两个疏水性CBC层之间夹着富硒空位的ReSe₂@碳化细菌纤维素（V_r-ReSe₂@CBC）纳米纤维用于在环境条件下有效且选择性的NRR。

文章要点

1）研究人员通过将水热合成和热处理（氩气，700°C持续3 h）相结合，将富硒空位的二硒化铼纳米片锚定在碳化的细菌纤维素纳米纤维的表面，命名为富硒空位的ReSe₂@CBC(V_r-ReSe₂@CBC)纳米纤维(NFs)。相比之下，同时，将水热合成的ReSe₂@CNC NFs在富硒气氛下退火制备了无空位的ReSe₂@CBC(V_p-ReSe₂@CBC) NFs。

2）TEM图像显示V_r-ReSe₂@CBC NFs具有丰富的纳米纤维完整性，直径约为30 nm。HRTEM图像清楚地显示，非晶态CBC NFs具有一维矩阵以物理且均匀地连接高度结晶的V_r-ReSe₂纳米薄片，其条纹间距为0.64 nm，对应于ReSe₂的（100）面。值得注意的是，V_p-ReSe₂@CBC NFS中的V_p-ReSe₂纳米片也与V_r-ReSe₂@CBC中的V_r-ReSe₂纳米片具有相同的0.64 nm的条纹间距，这表明在ReSe₂中轻微掺入的硒空位不会对其晶体结构产生明显的影响。TEM和EDX元素映射图像进一步表明，Re和Se元素沿CBC纳米纤维均匀分布。

3）密度泛函理论(DFT)计算表明，缺陷工程可以正向移动ReSe₂的d带中心，从而提高其电催化性能，但对NRR和HER的选择性较差。有趣的是，可以通过覆盖Vr-ReSe₂@CBC纳米纤维两侧的疏水CBC层来抑制来自HER竞争，从而提高了42.5%的法拉第效率，并在室温下保持了28.3 µgh^-1 cm^-2的NH₃产率。

4）研究人员通过电解质下氮气泡附着力测试、接触角测量和COMSOL多物理模拟，从实验和理论上进一步揭示了具有“三明治”结构的CBC/V_r-ReSe₂@CBC/CBC膜的具体优点。

Feili Lai, et al, N₂ Electroreduction to NH₃ via Selenium Vacancy-Rich ReSe₂ Catalysis at an Abrupt Interface, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202003129

https://doi.org/10.1002/anie.202003129