环境条件下的N₂电化学加氢对可持续、可分布的合成氨（NH₃）极具吸引力，但其实际应用由于缺乏选择性电催化剂而受到严重限制。

近日，北伊利诺伊大学Yingwen Cheng报道了开发了一种具有Chevrel相的硫化物Fe₂Mo₆S₈在常温下选择性电催化N₂还原（NRR）为NH₃。

文章要点

1）研究发现，Fe₂Mo₆S₈的NRR催化活性源于其独特的结构，为单独结合和活化关键前体分子提供了多个活性结合位点，包括活化N₂的Fe/Mo位点和与H_ad*结合并抑制析氢（HER）副反应的S位点。

2）Fe、Mo和S的几何结构限制了这些中间体，以确保*N₂容易加氢形成NH₃，从而达到70 μg h⁻¹ mg_cat⁻¹的高NH₃产率，相当于3.5 μg h⁻¹_cat⁻²的催化剂比表面积归一化速率和0.35 s^-1的周转频率。具有低比表面积的Fe₂Mo₆S₈催化剂的这种高催化活性令人惊讶，表明这种催化剂对N₂转化具有本征催化活性。

Fe₂Mo₆S₈催化剂独特的结构加深了人们对N₂活化机理的理解，结合先前关于生物Fe/Mo辅助因子的工作，有望成为未来可持续合成氨的实用设计准则。

参考文献

Ke Lu, et al, Synergistic Multisites Fe₂Mo₆S₈ Electrocatalysts for Ambient Nitrogen Conversion to Ammonia, 

ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c07771

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07771