摘要:氨(NH ₃ )是产量极高的合成化学品之一,在全球的农业、工业以及医药等方面发挥着不可或缺的作用。传统的工业氨合成主要依赖于 哈伯-博施法(Haber-Bosch process) ,这一过程需要在高温和高压的苛刻条件下进行,不仅能耗巨大,还会产生大量的温室气
氨(NH ₃ )是产量极高的合成化学品之一,在全球的农业、工业以及医药等方面发挥着不可或缺的作用。传统的工业氨合成主要依赖于 哈伯-博施法(Haber-Bosch process) ,这一过程需要在高温和高压的苛刻条件下进行,不仅能耗巨大,还会产生大量的温室气体。因此,开发一种节能且环境友好的氨合成方法具有重要意义。 电化学氮还原反应(NRR) 作为一种有前景的替代方法,因其在常温常压下即可进行而备受关注。然而, 由于氮气分子中强N≡N键(941kJ mol⁻¹)的解离困难,且存在析氢副反应(HER)竞争,导致现有催化剂效率受限 。
金属玻璃(MGs)是一类原子长程无序、偏离热力学平衡的亚稳材料。其 高密度自由体积与结构非均匀性提供大量低配位活性位点,且多组元特征便于调控成分与电子结构 ,因此在催化中具有独特优势。铁基金属玻璃兼具成本低廉、环保、合成简便且还原性良好等优点,广泛应用于电催化析氧、废水净化与能量转换等领域。然而,关于金属玻璃尤其是铁基金属玻璃在NRR中的研究仍未开展,其结构–性能关系与催化机制有待系统阐明。
该项研究成果以“High-efficiency electrochemical nitrogen fixation by noble-metal-free metallic glasses”为题,发表在学术期刊Advanced Functional Materials上。中国科学院物理研究所博士生彭心洁(已毕业)与曲阜师范大学硕士生陈雪为共同第一作者,中国科学院物理研究所白海洋研究员、鲁振特聘研究员与曲阜师范大学张永政教授为通讯作者。本项研究受到了来自国家自然科学基金、国家重点研发项目、山东省自然科学基金项目和中国科学院的资助。
来源:金钱猎人一点号