硝酸盐还原反应包括8个电子转移和复杂的中间体物种，导致硝酸盐还原反应的动力学非常缓慢，并且法拉第效率非常低。因此通过深入研究反应机理，有助于发展高效率的电催化硝酸盐还原电催化剂。

有鉴于此，中科院大连化学物理研究所李灿、兰州大学李泽龙等报道将RuCu合金催化剂担载于还原石墨烯上，构筑了一系列Ru_xCu_y/rGO催化剂，将这些催化剂用于还原NO₃^-制备NH₃。

本文要点

（1）

在-0.05 V vs RHE的超低过电势进行电催化，制氨法拉第效率达到98 %，产率达到0.38 mmol cm^-2 h^-1，性能达到Ru催化剂的水平。Ru₁Cu₁₀/rGO催化剂的优异催化活性来自Ru和Cu之间以接力催化方式实现的协同催化，其中Cu能够选择性的将NO₃^-还原为NO₂^-，Ru能够将NO₂^-高效率的转化为NH₃。

（2）

将Ru掺杂的方式引入Cu能够调控合金的d能带结构，实现调控NO₃^-和NO₂^-的吸附强度，促进NO₃^-还原为NH₃。这种协同作用催化剂为发展高效率多功能催化剂提供帮助。

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Wensheng Gao, Kefeng Xie, Jin Xie, Xiaomei Wang, Hong Zhang, Shengqi Chen, Hao Wang, Zelong Li, Can Li, Alloying of Cu with Ru Enabling the Relay Catalysis for Reduction of Nitrate to Ammonia, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202202952

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202952