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

本文围绕硝酸盐电还原制氨（NO3RR）中析氢副反应竞争导致氨选择性低的问题展开研究。传统质子耦合电子转移（PCET）过程中，电子与质子协同反应易导致*H过度积累并二聚生成氢气。研究目的为开发一种解耦电子转移（ET）与质子转移（PT）顺序的策略，以提升氨的选择性。作者设计了具有极化Bi位点和柔性NCN2-单元的Bi2O2NCN催化剂，通过优先电子转移形成高价态NO3^(1+δ)-中间体，再经NCN2-作为质子中继体定向传递质子实现氢化，构建了顺序ETPT路径。实验表明，Bi2O2NCN在NO3RR中NH3法拉第效率达约95.3%，且在配对电精炼体系中于500 mA cm-2电流密度下稳定运行超500小时。结论证实，该顺序ETPT调控策略有效抑制析氢，实现高选择性、高电流密度和长时稳定的电合成氨，并具有拓展至其他电还原反应的潜力。