Pt-TiO2纳米管阵列电催化氮气合成氨

　　

氨（NH₃）是重要的基础化工原料。工业上氨的合成主要采用Haber-Bosch工艺，该工艺往往需要在高温高压下进行，这不仅消耗大量的燃料，每年还会产生约4.5亿吨的二氧化碳，给能源和环境带来巨大的压力。电催化氮气还原合成氨因其能耗低和反应条件温和等优势成为实现“双碳目标”的可替代方案。然而，电催化固氮受到选择性差、法拉第效率低和NH₃产率低等问题的限制，这使其性能远远不能满足工业化的需求。因此开发具有高效电催化氮气还原合成氨催化剂是必要的且富有挑战性的。本工作采用一次阳极氧化法合成了TiO₂纳米管阵列，并通过光还原法在TiO₂表面上沉积Pt作为助催化剂来电催化氮气还原合成氨，研究结果表明Pt负载TiO₂纳米管阵列具有优良的电催化固氮性能，最优Pt-TiO₂催化剂在-0.4V（vs RHE）下实现了48.8 μg h^-1mg_cat^-1的NH₃产率，这为优良电催化固氮合成氨催化剂的设计提供了重要的指导。

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