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硝酸鹽電化學還原反應（NITRR）是一種非常有吸引力的氨合成方法，因為它具有環境條件好、來源豐富、解離能低、硝酸鹽溶解度高等特點。其中，析氫反應（HER）是NITRR的競爭性反應，應適當抑制HER有助于實現NITRR的高法拉第效率。

基于此，香港科技大學邵敏華教授和南方科技大學谷猛副教授（共同通訊作者）等人報道了一種具有豐富表面氧的超薄CoO_x納米片，其被設計為低成本NITRR催化劑。

通過實驗測試發現，該納米片催化劑在硝酸鹽向氨的電化學轉化中具有優異的催化性能。在電壓為-0.3 V vs. RHE下，其法拉第效率（FE）達到了93.4±3.8%，產生氨的速率更是高達82.4±4.8 mg h^-1 mg_cat^-1。

通過密度泛函理論（DFT）計算表明，鈷（Co）位點上的表面氧可以穩定Co氧化物上吸附的氫，從而抑制析氫反應（HER），進而導致NITRR活性增強。該工作表明表面修飾在抑制HER和促進NITRR通過具有較低能量屏障的NHO途徑發揮關鍵作用。

Electrocatalytic Reduction of Nitrate to Ammonia on Low-Cost Ultrathin CoO_x Nanosheets. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c03918.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03918.

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