中国科学院李源
CoS@S-MAs结构示意图
信用:李庆林 中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所的研究人员提出了一种制备3DMXene基电催化剂的新策略，用于高效氮还原为氨
这项研究发表在10月10日的《小》杂志上
四
氨被认为是下一代氢能载体
氨合成目前仍依赖传统的哈伯-博世工艺
这一过程不仅消耗了全球每年约2%的能源消耗，而且贡献了超过1
全球每年二氧化碳排放量的6 %
电化学氮还原反应可以在常温常压下以水为质子源进行，是一种很有前途的氮还原成氨的策略
二维(2D)过渡金属碳化物或氮化物(称为MXenes)是eNRR的优良电催化剂，因为其具有优异的导电性、通用的表面功能性和可调的层状结构
然而，由于范德瓦尔斯相互作用和氢键作用，MXenes具有强烈的自聚集和聚集倾向，这阻碍了它们的实际应用
在这项研究中，研究人员采用了“一石二鸟”的策略
二价离子(Co2+、Fe2+、Ni2+)首先诱导MXene气凝胶，然后进行热硫化
二价离子不仅能有效地结合层状MXene作为连接体，而且在硫化过程中还能转化为限制在硫掺杂MXene 3D气凝胶(MSx@S-MAs)中的金属硫化物纳米粒子
所获得的MSx@S-MAs具有突出的性能，具有三维互连通道、分级孔和大的比表面积，从而导致催化活性位点的更高暴露、更容易接近以及更快的电子和电荷转移动力学
该研究不仅为eNRR开发了高效的电催化剂，而且为合理设计和构建三维多孔MXene基气凝胶材料提供了新的前景，使其在能量存储和转换、气体吸附和分离以及催化等领域得到广泛应用
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