电化学氮气还原（NRR）反应是一种具有较高前景的合成NH₃节能低消耗方法，有鉴于此，延世大学Hansung Kim，韩国科学技术院（KAIST）Sung Jong Yoo、Hyun S. Park等报道了电化学NH₃合成反应。首先通过固态方法合成了Cu₉S₅催化剂，随后在中性环境中进行固氮反应，体现了非常好的NRR催化活性（10.8±0.4 μg/hcm²，-0.5 V_RHE）。但是在NRR催化反应过程中Cu₉S₅发生还原性降解，导致催化剂失活。通过再生过程进行电化学硫化，实现催化剂性能的恢复。通过电化学重生过程，重构Cu-S键。其中催化剂界面上的不稳定巯基官能团改善Cu催化活性中心N₂吸附活性，从而实现了在温和条件中进行NRR催化。

本文要点：

（1）

催化剂合成。Cu(NO₃)₂·2.5H₂O、CH₄N₂S进行研磨均匀，随后在Ar气氛中进行500 ℃加热煅烧3 h，得到的产物清洗后得到Cu₉S₅/NC催化剂。实现了35±3 %的法拉第效率，在-0.5 V_RHE电压中电化学NH₃效率达到10.8±0.4 μg/hcm²。

（2）

Cu₉S₅/NC催化剂在电化学反应过程中转化为Cu₂O，因此通过50 mM、100 mM Na₂S溶液中进行电化学硫化，从而重新实现了催化性能。

参考文献

Hee Soo Kim, Jihyun Choi, Jimin Kong, Hansung Kim*, Sung Jong Yoo*, and Hyun S. Park*, Regenerative Electrocatalytic Redox Cycle of Copper Sulfide for Sustainable NH₃ Production under Ambient Conditions, ACS Catal. 2021, 11, 435–445

DOI：10.1021/acscatal.0c03985

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03985