上海交通大学黄富强&台州学院王家成JACS：顺序电子-质子转移实现选择性电合成氨

本文针对硝酸盐电还原制氨（NO3RR）过程中析氢竞争导致氨选择性低的问题，提出了一种顺序电子-质子转移（ETPT）调控策略。研究团队构筑了具有层状结构的Bi2O2NCN催化剂，通过引入π共轭氰胺基团（NCN²⁻）实现电子转移与质子转移的解耦。在电子转移方面，NCN²⁻诱导[Bi₂O₂]层极化，增强表面静电势，促进NO₃⁻活化形成高价态中间体；在质子转移方面，NCN²⁻作为质子受体/供体，定向传递质子至NOₓ中间体，避免*H二聚生成H₂。实验结果表明，该催化剂在工业级电流密度下（500 mA cm⁻²）稳定运行超过500小时，氨法拉第效率达95.3%。该研究为抑制析氢副反应、提高氨选择性提供了新思路，并有望拓展至其他质子耦合电子转移体系。