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电催化硝酸根还原合成氨:关于铁/铜基催化剂的研究展望

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 25-36页

作者：陈丽丽郝彦衡褚健意刘松白凤华罗文豪内蒙古大学化学化工学院内蒙古自治区稀土材料化学与物理重点实验室内蒙古呼和浩特010021 东北林业大学化学化工与资源利用学院黑龙江哈尔滨150040

氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3... 详细信息

氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3)−)污染的去除.然而,NO_(3)RR涉及多个电子和质子转移过程,且存在析氢反应(HER)等竞争反应,导致NO_(3)RR的法拉第效率(FE)和选择性较低.近年来,精准构筑NO_(3)RR电催化剂,实现高效合成氨逐步成为电催化领域的研究热点.其中,铁/铜基催化剂因其优异的催化性能和经济可行性而备受关注.因此,对近年来具有代表性的铁/铜基催化剂的研究进展进行总结是非常必要的.本文首先简述了电化学NO_(3)RR合成氨可能发生的反应路径,主要围绕铁/铜基电催化剂在NO_(3)RR中可能涉及的反应历程和相应的中间体.在此基础上,针对不同的反应机理系统归纳了三种催化剂设计策略,包括单原子催化剂策略、双金属催化剂策略以及仿生催化剂策略等.随后,重点评析和讨论了原位实时表征技术,如原位电化学质谱、原位X射线吸收光谱和原位红外/拉曼等,在电催化NO_(3)RR合成氨研究领域中的代表性应用案例,并阐明了原位表征技术的发展和联用对于揭示NO_(3)RR本征活性位和动态机理的关键作用.最后,系统总结了当前NO_(3)RR所面临的核心挑战并对其未来的研究机遇和发展方向进行了展望,包括高效催化剂的关键描述符和设计策略,探究固-液界面的前沿原位表征技术开发,以及将NO_(3)RR与绿色反应(如二氧化碳转化和生物质转化等)高效耦联制备高值化学品.综上所述,尽管电催化NO_(3)RR合成氨目前仍面临诸多挑战,随着实验方案、科学理论和原位表征技术的不断发展,未来将会出现更多高效且稳定的NO_(3)RR催化剂.本文旨在为高效电催化剂的理性开发,深入理解其动态反应机理与催化剂构效关系提供参考.

关键词：电催化硝酸根还原合成氨铁/铜基催化剂原位表征

磷化镍基复合材料电催化硝酸根还原产氨性能研究

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磷化镍基复合材料电催化硝酸根还原产氨性能研究

作者：李敏黑龙江大学

学位级别：硕士

氨（NH3）是合成肥料、药物、燃料及化学物质等重要原材料,对食品、能源及化学生产有着重要影响。从减轻能耗、减少环境压力及人体健康角度上考虑,硝酸根还原合成氨反应受到了广泛关注。许多过渡金属磷化物（TMP）,如Co P,Cu3P和Ni2P,... 详细信息

氨（NH3）是合成肥料、药物、燃料及化学物质等重要原材料,对食品、能源及化学生产有着重要影响。从减轻能耗、减少环境压力及人体健康角度上考虑,硝酸根还原合成氨反应受到了广泛关注。许多过渡金属磷化物（TMP）,如Co P,Cu3P和Ni2P,已经被用作NO3-电解合成氨的催化剂。其中Ni2P的H饱和覆盖率较低,能够在NO3-RR中提供质子。同时相比于粉体材料,自支撑电极结构能够更好地避免活性位点被覆盖。但无形貌的磷化镍对NO3-的吸附能力较低,催化反应能力有限导致其氨产率较低。因此本文以磷化镍为研究对象,通过形貌调控和界面工程等方法合成催化剂材料用于电解还原硝酸盐产氨。首先采用简单水热和低温磷化法合成了具有纳米片结构的Ni2P-NF催化剂。并考察了Ni2P-NF的电解还原硝酸盐产氨性能。通过NO3-和NO2-的转化率对比证明了Ni2P-NF催化剂具有将NO2-进一步还原为NH3的能力。在-0.2 V（***）Ni2P-NF催化硝酸根产氨量为0.089 mmol?h-1?cm-2,法拉第效率（FE）为78.76%。其次在Ni2P-NF的基础上,采用电沉积方法合成了Cu@Ni2P-NF异质结催化剂。XPS和UPS证明了电子从半导体Ni2P流向金属Cu,形成肖特基接触并产生内建电场。Ni2P失去电子吸附Hads,Cu得到电子吸附NO3-。该异质结催化剂带来的协同作用能够调节氢吸附能力,抑制HER作用,从而展现出优异的NO3-RR催化活性。在-0.2 V（***）时,氨产量为0.374 mmol?h-1?cm-2,FE为80.82%。最后同样采用电沉积法,在Ni2P-NF的基础上合成了一系列不同比例的Cu Co@Ni2P-NF合金异质结催化剂。Cu Co合金与半导体Ni2P形成肖特基接触后产生的接触电势差分别大于金属Cu与Ni2P、金属Co与Ni2P的电势差。与Cu@Ni2P-NF相比,Co的加入促进了Ni2P向合金的电子转移,有效提高了氨产率和选择性。在-0.2 V（***）时,氨产量为0.524 mmol?h-1?cm-2,FE为87.3%。

关键词：硝酸根还原合成氨过渡金属磷化物金属—半导体异质结肖特基接触

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电催化硝酸根还原制氨

大学化学 2024年第1期39卷 273-279页

作者：于一夫周瑾天津大学分子+研究院天津300072 天津大学化工学院天津300072

在创新教育背景下,以硝酸根电催化还原制氨为反应案例,将科研成果融入到实验教学中。基于学生已掌握的实验技能和基础电化学知识,利用电化学测量技术、核磁共振波谱法、紫外分光光度法等探究催化剂电催化硝酸根还原制氨的性能。通过具... 详细信息

在创新教育背景下,以硝酸根电催化还原制氨为反应案例,将科研成果融入到实验教学中。基于学生已掌握的实验技能和基础电化学知识,利用电化学测量技术、核磁共振波谱法、紫外分光光度法等探究催化剂电催化硝酸根还原制氨的性能。通过具体的实验操作,让学生进一步认识电催化的基本原理,掌握基础的电化学测量技术,激发学生对电化学合成的兴趣。本教学实验内容丰富,涉及多学科知识,满足多学科交叉融合发展需求,有利于学生创新发散思维的培养,符合新时代学科教育要求。

关键词：电催化硝酸根还原氨电化学测量技术

锐钛矿TiO(101)表面硝酸根还原路径的第一性原理研究

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上海交通大学学报 2023年

作者：贺曦煜杨帆章俊良上海交通大学机械与动力工程学院

为研究硝酸根在锐钛矿TiO2-x(101)表面的还原过程，建立了有无氧空位两种表面模型，采用密度泛函理论对硝酸根在两种表面的还原过程进行理论计算，研究了氧空位对表面电子结构、硝酸根吸附构型和吸附能、还原路径、竞争反应以及产物选... 详细信息

为研究硝酸根在锐钛矿TiO2-x(101)表面的还原过程，建立了有无氧空位两种表面模型，采用密度泛函理论对硝酸根在两种表面的还原过程进行理论计算，研究了氧空位对表面电子结构、硝酸根吸附构型和吸附能、还原路径、竞争反应以及产物选择性的影响。结果表明：氧空位改变硝酸根在表面的吸附构型，显著降低其吸附能，并将电位决定步由硝酸根吸附转变为N的氢化过程。此外，氧空位能够大幅提高中间体NO2和NO的脱附能，从而抑制副产物的产生，改善催化剂选择性。尽管氧空位对竞争性析氢反应也有一定的促进作用，但远不及对硝酸根还原反应的促进程度，因此含氧空位的TiO2是电催化硝酸根还原产氨的潜在优异催化剂。

关键词： TiO 氧空位硝酸根还原电催化第一性原理计算

碳点负载钴基材料电催化硝酸根还原合成氨的性能研究

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碳点负载钴基材料电催化硝酸根还原合成氨的性能研究

作者：卢杏梅郑州大学

学位级别：硕士

氨在人类生活的各个方面都扮演着不可或缺的角色。由于生产原料丰富、价格低廉且大规模工业化使其成本更低,传统的Haber-Bosch工艺仍然主导着合成氨工业。然而,高温高压的反应条件使得该合成氨过程的能耗相对较高。此外,该合成氨工艺不... 详细信息

氨在人类生活的各个方面都扮演着不可或缺的角色。由于生产原料丰富、价格低廉且大规模工业化使其成本更低,传统的Haber-Bosch工艺仍然主导着合成氨工业。然而,高温高压的反应条件使得该合成氨过程的能耗相对较高。此外,该合成氨工艺不仅需要大量的能源供应,而且会排放大量的二氧化碳,导致环境问题,这对发展中国家是不友好的。因此,开发低能耗、绿色的氨合成技术是合理且紧迫的,其中电催化还原硝酸根合成氨是环境条件下合成氨非常有前景的途径。然而,由于竞争性的析氢反应,迄今为止开发的大多数硝酸盐-氨电催化剂法拉第法效率是有限的。制备简单且易于修饰的碳点(CDs)可以对催化剂进行改性并已被广泛用于电催化反应,采用合理的掺杂CDs修饰催化剂可以改变其表面酸度和碱度,以提高反应效率和抑制不利的副反应。基于此,本论文集中于碳点基电催化剂的优势,研究其电催化硝酸根还原合成氨的性能和催化机理,并开展了以下工作:(1)以含有不同杂原子的小分子为前驱体制备XCDs,然后加入碳布(CC)经二次水热制备复合材料,最后煅烧得到XCDs/CC。探索不同掺杂类型的CDs在0.5 M K2SO4的溶液中电催化还原硝酸根合成氨的性能。由于硼掺杂碳量子点(BCDs)提供较多的活性位点和强的硝酸根吸附能,在测试条件下,它拥有较高的电流密度和硝酸盐还原活性。(2)基于上述研究,我们以硼盐为原料制备BCDs,将其与CoCl·6HO和尿素混合均匀后采用水热和煅烧相结合的方式制备了CoO@BCDs/CC复合催化剂。CoO是催化硝酸根还原合成氨的主体,BCDs修饰后不仅进一步增加了催化位点,还增强了硝酸根的吸附能。因此,在0.5 M KSO(+200 ppm NO)溶液中,该催化剂表现出较高的法拉第效率(90%),同时具有良好的稳定性。(3)由于硝酸盐还原涉及多质子参与过程,水解离氢的量对氨的转换过程至关重要。为了进一步提高法拉第效率和探究催化剂反应路径,我们在上一个工作的基础上引入金属镍作为吸附氢位点制备BCDs/NiCoO/CC催化剂。电催化过程中金属镍提供大量反应所需的吸附氢,推动了加氢过程地进行;BCDs和NiCoO共同提供了足够的催化位点。因此,该催化剂表现高法拉第效率(～100%);同时,在-0.55 V(***),作为阴极的电化学还原硝酸根合成氨的产率是173.9 μmol h cm。

关键词：电催化氨合成硝酸根还原硼掺杂碳点

铜基催化剂的合成及其电催化硝酸根还原制氨性能研究

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铜基催化剂的合成及其电催化硝酸根还原制氨性能研究

作者：陈盛华深圳大学

学位级别：硕士

氨（NH）是肥料和化学品的重要原料,在农业和工业中有着广泛的应用。目前,NH的工业化生产依赖传统的哈伯-博施工艺,该工艺条件苛刻、成本高,还会释放大量的二氧化碳,给环境造成了严重的影响。电催化硝酸根还原制氨法,利用清洁的二次能... 详细信息

氨（NH）是肥料和化学品的重要原料,在农业和工业中有着广泛的应用。目前,NH的工业化生产依赖传统的哈伯-博施工艺,该工艺条件苛刻、成本高,还会释放大量的二氧化碳,给环境造成了严重的影响。电催化硝酸根还原制氨法,利用清洁的二次能源电能作为动力,常见的硝酸盐作为氮源,具有绿色环保的优点,是一种有前景的制氨方法。然而,将NO转化为NH是一个涉及到八个电子和九个质子转移的复杂过程,还存在竞争反应—析氢反应（HER）。因此,对催化剂的活性和选择性提出了很高的要求。铜基电催化剂因其优越的电化学活性、可调的电子结构和低廉的成本,在硝酸根还原产氮气和氨方面被广泛的研究。但其电催化活性还有待进一步提高,并存在长期运行失活的问题。因此,本论文工作以制备高活性、高稳定性硝酸根还原制氨铜基电催化剂为目标展开,主要研究内容如下:（1）首先,利用纳米气泡与铜颗粒间的弱相互作用制备出了3D铜纳米网格材料（3D Cu NW）,制备的3D Cu NW具有比表面积大、导电性好的优点。实验结果显示,在-0.55 V ***电压下,其氨产率达到17.9 mg h mg,高于先前报道的各类铜基材料（如铜箔、铜颗粒、铜纳米立方体）,显示出3D Cu NW在硝酸根还原方面的独特优势。为进一步验证氧配位对电催化性能的影响,我们通过调控材料中氧原子的含量,设计了一系列不同氧化程度的CuO-t（t为时间）材料,并对它们的硝酸根还原制氨的电催化性能进行研究。结果表明,CuO-100的性能最佳,最高氨产率达到105.5 mg h mg,法拉第效率达到了94.6%,这比其他氧化程度样品CuO-t（t=20、60）、纯Cu O和CuO都要高。这一结果可归因于Cu O与CuO之间的协同催化作用,表明Cu的氧化程度与其电催化产氨性能也呈现出类似的火山图关系。（2）为了进一步增强Cu基电催化剂的耐久性,通过将铜离子封装在ZIF-8的孔道中,使其在后续热处理过程中与N配位,从而制备了具有优异化学稳定性的铜单原子材料。该材料在球差电镜下观察到了高密度的Cu单原子亮点,同时同步辐射分析验证了其Cu-N的配位构型。这也是首次对Cu-N结构在硝酸根还原制氨上的研究。实验结果表明,CuSAC/NC-1000的氨产率和法拉第效率最高,分别达到了61.33 mg h mg和90.19%,并在16 h循环中仍然保持优异的稳定性。最后,通过密度泛函理论计算深入探索了其电催化的本征活性。

关键词：电催化硝酸根还原产氨 Cu单原子 3D纳米网格

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铁基碳纳米纤维的制备及电催化硝酸根还原

铁基碳纳米纤维的制备及电催化硝酸根还原

作者：兰悦东华大学

学位级别：硕士

水体中存在的过量硝酸根对生态环境和人类健康构成了巨大威胁,因而急需一种绿色环保的技术将硝酸根还原为无毒无害且易于排放的氮气。在众多的硝酸根还原技术中,电催化还原法因其操作便捷,能耗少,不会二次污染被认为是最有前景的硝酸根... 详细信息

水体中存在的过量硝酸根对生态环境和人类健康构成了巨大威胁,因而急需一种绿色环保的技术将硝酸根还原为无毒无害且易于排放的氮气。在众多的硝酸根还原技术中,电催化还原法因其操作便捷,能耗少,不会二次污染被认为是最有前景的硝酸根去除方法。因此,开发出适用于电催化硝酸根还原的催化剂尤为重要。纳米零价铁因表现出较好的硝酸根还原活性且具有储量丰富,价格低廉,无毒性等优势成为颇受欢迎的非贵金属催化剂。然而,易团聚,易被腐蚀氧化,对氮气选择性低制约了其进一步发展。为了设计出具有优异电催化硝酸根还原活性的铁基催化剂,在本论文中,我们选用不同铁源,通过静电纺丝和空间限域热还原策略制备出负载不同含铁活性成分的掺氮(N)碳纳米纤维。实验结果表明我们合成的铁基复合材料能够提升硝酸根的去除活性,提高硝酸根转化率并且具有超高的氮气选择性。主要研究内容如下:(1)以普鲁士蓝(PB)为铁源,通过静电纺丝和原位热还原得到含有Fe/FeC纳米颗粒的富N碳纳米纤维(Fe/FeC-NCNFs),其中Fe/FeC纳米颗粒限域分布在均匀嵌入碳纳米纤维中的碳质立方块里。此外,我们比较和分析了不同铁含量和煅烧温度对电催化硝酸根还原的影响。结果发现,Fe/FeC纳米颗粒的良好分散性,活性铁物种Fe、FeC的协同催化作用,富N掺杂位点,连续完整的一维碳骨架结构在提高电催化硝酸根去除活性(mg N/g Fe)和氮气选择性方面起重要作用。(2)选用CuFe普鲁士蓝类似物(CuFe PBA)为金属源,结合静电纺丝和适当温度下的热解还原策略合成了双金属Cu/Fe纳米颗粒嵌入的掺N碳纳米纤维(Cu/Fe@NCNFs)。通过比较和分析不同对比样的电催化硝酸根还原性能,我们发现金属Cu和Fe的结合既有利于促进催化剂将硝酸根转化为亚硝酸根,也有助于维持高的氮气选择性且表现出比单金属催化剂更优异的催化活性。此外,N掺杂碳纳米纤维通过对硝酸根的吸附作用进一步提升电催化硝酸根还原活性。(3)利用FeO为铁源,通过调节纺丝液中FeO含量和煅烧温度得到了超高铁含量(62%)的碳纳米纤维(FFC@NCNFs)。电化学性能测试结果表明,提高铁含量可以有效提升硝酸根转化率。此外,我们发现电解质中含有的Cu可以通过离子置换反应变为铜单质和Fe/FeC发生结合形成掺铜的铁基碳纳米纤维(FFCC@NCNFs)。实验结果表明,单质铜的掺入进一步提高了高铁含量的铁基碳纳米纤维在低浓度的电解质溶液中对硝酸根的还原活性。综上所述,本论文选用碳纳米纤维为载体,设计并合成了不同含铁活性成分修饰的掺N碳纳米纤维,并探究其电催化硝酸根还原性能。该研究为设计适用于电催化硝酸根还原的铁基复合材料提供了新思路。

关键词：电催化硝酸根还原氮掺杂碳纳米纤维铁基复合材料

激光可控制备硝酸根还原电极及其催化活性调控研究

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激光可控制备硝酸根还原电极及其催化活性调控研究

作者：郁万强济南大学

学位级别：硕士

为了满足现代工农业日益增长的需求,人工固氮技术迅速发展成熟。随之而来的是大量含氮化合物的排放和污染,NO是其中一种分布最广泛的含氮污染物,NO的过量排放使生态环境受到严重破坏并对人类生命健康造成威胁。与此同时,由于传统的人工... 详细信息

为了满足现代工农业日益增长的需求,人工固氮技术迅速发展成熟。随之而来的是大量含氮化合物的排放和污染,NO是其中一种分布最广泛的含氮污染物,NO的过量排放使生态环境受到严重破坏并对人类生命健康造成威胁。与此同时,由于传统的人工固氮合成NH技术需要高温高压的反应条件,造成了巨大的能源消耗和大量的碳排放。因此,迫切需要探索资源节约和环境友好的NH合成技术。采用电化学方法,将NO还原为NH是一种理想的方法,该方法可以在消除NO污染的同时实现NH的高效合成。目前,探索合成高效的NO还原制NH电催化剂仍然面临着艰巨挑战。近年来,受到广泛关注的激光烧蚀合成方法具有快速、能量集中和耗散小等一系列的优势。利用激光可以实现微纳结构材料的生长、操纵和集成等多个步骤,基于激光的加工工艺可以大大减少制备时间并简化基于微纳结构材料的制造工艺。基于以上两点,本论文以激光作为制备合成手段,制备了FeC@N-CNTs/IF和CuNi合金电极,并对电极的催化活性来源进行了探究。本论文的主要研究内容如下:1)采用激光烧蚀方法对Fe片进行激光照射,经照射后形成的Fe纳米颗粒均匀的分布在作为导电基底的Fe片上,随后将激光处理过的Fe片与双氰胺一同退火处理,碳化后得到了FeC@N-CNTs/IF。通过实验证实激光处理有利于碳纳米管包裹的FeC核壳结构的形成。利用SEM,TEM和XRD等表征测试手段证实了合成的催化剂的形貌结构和物相组成。电化学测试表明该催化剂在-1.1 V ***时实现了高达97.9%的最大产NH法拉第效率和0.922 mg h cm的NH产率。通过对比实验和DFT计算证实催化剂的核壳相互作用以及氮掺杂均促进了催化剂性能的提升。此外,在这项工作中,我们还设计和组装了用于处理流动废水的电化学反应器。该反应器使用多孔FeC@N-CNTs/IF作为双功能的电催化剂,可以同时进行电化学NO还原和SOR。该电解池可以在1.1 V的工作电压下将NO和S转换成为具有高附加值的NH和S。2)采用激光溅射的方法在Cu片上制备了CuNi合金催化剂(CuNi NPs/CF)。该方法利用紫外激光的冷加工能力产生高速的Ni颗粒轰击Cu片基底从而产生合金。该方法快速便捷并且不会产生金属氧化物。通过XRD,SEM和TEM等证实CuNi合金催化剂的成功制备。电化学测试表明该CuNi NPs/CF电极在-1.1 V ***/Ag Cl的电压下能够实现4.93 mg h cm的NH产率和93.3%的NH法拉第效率。与单金属Cu催化剂相比,CuNi NPs/CF表现出优异的循环稳定性。我们推测这种高催化活性和稳定性可能来源于电子在Cu和Ni两种金属原子间的重新分布。为了证实这一猜想,我们利用XPS和XAFS等技术对CuNi NPs/CF的结构进行了表征。初步证实了催化剂的活性来源于电子在合金上重新分布。此外,我们使用系统的电化学方法对催化剂的表面发生的NO还原过程进行了探究,证实催化剂上电子结构的重新分布能够影响NO及其还原中间体在催化剂表面的吸附,进而影响催化剂的催化活性。

关键词：激光溅射一体化电极电催化硝酸根还原氨合成

改性MXene材料电催化硝酸根还原合成氨的性能与机理研究

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改性MXene材料电催化硝酸根还原合成氨的性能与机理研究

作者：王慧敏河南理工大学

学位级别：硕士

氨（NH3）是一种重要的化学物质,在农业和工业中都发挥着重要的作用。工业合成氨采用的是Haber-Bosch（HB）法,这是目前最重要的方法,但它的能耗较高。因此需要开发一种更节能的合成氨方法。近年来,电催化硝酸根还原（e NO3-RR）合成氨... 详细信息

氨（NH3）是一种重要的化学物质,在农业和工业中都发挥着重要的作用。工业合成氨采用的是Haber-Bosch（HB）法,这是目前最重要的方法,但它的能耗较高。因此需要开发一种更节能的合成氨方法。近年来,电催化硝酸根还原（e NO3-RR）合成氨的方法得到了研究人员的广泛关注。电催化还原中所消耗的电能可来源于风能、太阳能等可再生能源,在很大程度上解决了工业合成氨在能源消耗方面的问题。然而,目前很多电催化硝酸根还原合成氨的催化剂无法同时满足低过电势和高法拉第效率。MXene有着独特的层状结构以及丰富的活性位点,理论研究预测表明,它是合成NH3的一种高效电催化剂。本论文讨论了MXene基电催化剂在电催化硝酸根还原合成氨方面的应用,研究了其合成氨的性能和催化机理,主要开展了以下工作:（1）通过刻蚀Ti3Al C2得到Ti3C2MXene（Ti MX）后,经过煅烧处理,将Ti MX转化为氧功能化Ti MX（Of-Ti MX）,并将Of-Ti MX用作电催化硝酸根还原合成氨的催化剂。在e NO3-RR过程中,合成氨的法拉第效率（FE）随着测试电位的变化,显示出火山形状的曲线,在-1.7 V ***的电位下FE达到最大值（90.4%）。在五次循环测试后,催化剂合成NH3的FE保持在90%左右。在实验中Of-Ti MX表面在e NO3-RR时转变为羟基（-OH）主导的表面,表面羟基中的H原子与硝酸盐还原的中间体通过氢键相互作用,同时为NH3的生成提供质子源。由于这种机制,反应中的竞争反应HER几乎被完全抑制。（2）采用水热法合成了硼掺杂的碳点（BCDs）,将BCDs与Ti3C2MXene和无水氯化铜混合均匀后冷冻干燥,再通过煅烧的方式得到了BCDs@Cu Cl/MXene。在e NO3-RR测试过程中BCDs@Cu Cl/MXene被还原为BCDs@Cu/MXene。BCDs@Cu/MXene在-1.3 V ***时法拉第效率最大（96%）,且在连续六次循环测试中,合成NH3的FE保持在96%左右。Cu的加入可以提供更多的活性位点,BCDs的加入可以促进硝酸根的吸附,二者共同作用提高了e NO3-RR的催化效率。

关键词：硝酸根还原电催化 MXene