贵金属Pd在吸附N₂分子和破坏N≡N键的高断裂势垒方面具有固有的优势，但其过强的吸附能力不利于N₂电化学还原（NRR）过程中生成的NH₃的解吸，严重影响了NH₃的产率。

近日，香港城市大学支春义教授，深圳大学骆静利教授报道了氢取代的石墨二炔（HsGDY）的乙炔键的高电子密度可以调节Pd活性中心（Pd/HsGDY）上的氮吸附和NH₃脱附，从而产生令人印象深刻的电催化NRR性能。

文章要点

1）实验结果显示，优化后的Pd/HsGDY具有44.45%的超高法拉第效率（FE）和115.93 mg cm^-2 h^-1（或11.59 µg cm^-2 h^-1）的NH3产率。这些数值远远超过所有已报道的Pd基催化剂。

2）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，HsGDY中的乙炔键可以通过将费米能级（E_Fermi.）下移来调节活性Pd原子的d带中心。其促进了N₂在HsGDY调节的Pd中心上的电子偶联加氢，放热加氢过程中的强烈散热触发了生成的NH₃的脱附，从而恢复了活性中心。

研究工作表明，高电子密度的HsGDY可以作为一种良好的慢化剂来调节NRR催化剂的不同性能增强因素，并很好的调节吸附和脱附过程，从而实现较高的氨产率和选择性。

参考文献

Ying Guo, Jianwen Liu, Qi Yang, Pongtanawat Khemthong, Zhaodong Huang, Yuwei Zhao, Ze Chen, Binbin Dong, Xian-Zhu Fu, Jing-Li Luo and Chunyi Zhi, Regulating Nitrogenous Adsorption and Desorption on Pd Clusters by the Acetylene Linkages of Hydrogen Substituted Graphdiyne for Efficient Electrocatalytic Ammonia Synthesis, Nano Energy (2020)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106099

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106099