电化学硝酸盐还原反应（NITRR）为恢复全球氮循环的不平衡提供了一个很有前途的解决方案，同时实现了一条可持续和分散式制氨途径。

受团簇和单原子催化的最新进展的启发，南开大学Jingshan Luo构建了一系列Cu NWs负载的基于Rh团簇和单原子的电极（Rh@Cu）。

文章要点

1）研究人员首次用Cu₂O NWs制作了电极，然后，通过电化学还原将Cu₂O NWs还原为CuNWs。最后，通过Cu与Rh³⁺的电置换反应，合成了均匀分布的包覆Cu纳米颗粒的Rh团簇和单原子（Rh@C）或Rh纳米颗粒（NP Rh@Cu）。

2）研究人员研究了NITRR与Rh含量的关系，揭示了在0.2 V时合成NH3的162 mA cm^-2创纪录部分电流密度，FE为93%，而Rh负载量非常低（Rh@Cu-0.6%）。

3）¹⁵N标记和核磁共振实验证实了硝酸盐是产生氨的唯一氮源。电子顺磁共振(EPR)光谱、原位红外光谱、原位拉曼光谱、在线差示电化学质谱(DEM)和密度泛函理论(DFT)对反应的机理研究为Cu和Rh之间的协同催化作用提供了有力的证据。Cu位点优先稳定氮中间物种，而附近的Rh则提供进行表面氢化所需的活化H物种。最后，释放出NH₃产物。

参考文献

Huimin Liu, et al, Efficient Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia with Copper Supported Rhodium Cluster and Single-Atom Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202556

https://doi.org/10.1002/anie.202202556