电催化N₂还原反应（NRR）朝着环境NH₃合成的进步在于，开发了比贵金属更低成本的电催化剂。近年来，各种过渡金属化合物的纳米结构被认为是有效的电催化剂。然而，它们以疏松粉末的形式存在，在用作电解电极之前必须将其固定在基质上。基质，无论是碳纸，碳布还是金属泡沫，都是电催化惰性的，其引入不可避免地增加了无效重量，同时牺牲了电极的活性位点。

有鉴于此，东华大学的俞建勇、丁彬、刘一涛等人，报道了一种柔性的ZrO₂纳米纤维膜的制备，作为一种新型的自支撑电催化剂。

本文要点

1）杂原子掺杂不仅赋予了纳米纤维膜优异的柔韧性，而且还可以诱导氧空位位，使得氮气更容易在ZrO₂表面吸附。为了提高电催化活性，一种简单的SILAR方法被用于装饰CdS量子点(QDs)，从而调整其费米能级，进而有效促进两者间载流子的快速传输。

2）为了提高导电性，进一步沉积了既导电又具有活性的g-C₃N₄纳米层。所得的分层结构的自支撑电催化剂由gd-C₃N₄封装的，用CdS QDs装饰的ZrO₂纳米纤维膜组成，整合了这三种成分的优点，并表现出对NRR的显着协同作用。

3）在0.1 M Na₂SO₄中，NH₃的优异产率为6.32×10^-10 mol·s^-1cm^-2（−0.6 V vs. RHE）和法拉第效率为12.9％（−0.4 V vs. RHE）。

参考文献：

Jun Song et al. g-C₃N₄ encapsulated ZrO₂ nanofibrous membrane decorated with CdS quantum dots: A hierarchically structured, self-supported electrocatalyst toward synergistic NH₃ synthesis. Nano Res., 2020.

DOI: 10.1007/s12274-020-3206-x

https://doi.org/10.1007/s12274-020-3206-x