电化学催化是实现可持续化学反应的关键技术之一。河南师范大学的研究团队通过创新的两步焦耳加热法，合成了一种新型Ni0.25Cu0.5Sn0.25纳米金属玻璃催化剂，展现出卓越的电化学性能，为电化学硝酸还原制氨提供了新的思路。
催化剂特性与机制
该研究利用两步焦耳加热法成功合成了新型催化剂，表现出显著的电化学活性。在-0.2 V (vs. RHE)下，催化剂的氨产率高达213.86 μmol h-1 cm-2，法拉第效率为98.42%。
图2展示了金属玻璃的表面结构和电势分布，通过原子力显微镜（AFM）和Kelvin探针力显微镜（KPFM）分析，发现表面电势、功函数和吸附能之间存在密切关系。研究者提出了一种经验公式，定量描述表面电势变化特征，为电化学反应中的催化剂设计提供了重要依据。
不同金属成分的合金催化剂在表面诱导产生大的表面电势振荡性，形成协同催化位点，提升了反应的催化效率。图4展示了不同样品在电解液中的线性扫描伏安（LSV）曲线，Ni0.25Cu0.5Sn0.25-CFP表现出最高的电流密度和起始电位，证明了其优异的电化学性能。
图5的原位电化学拉曼光谱分析揭示了NRA过程中的关键变化，表明Ni原子增强了NO3−的吸附能，降低了转化的活化能。
吸附能计算与展望
图6和图7展示了不同催化位点的吸附能计算结果，表明Ni0.25Cu0.5Sn0.25催化剂在吸附能分布上具有优势，为后续催化剂的设计提供了新的思路。
总结与展望
本研究展示了Ni0.25Cu0.5Sn0.25纳米金属玻璃催化剂的优异性能，为未来高效电化学硝酸还原制氨催化剂的设计提供了新路径。结合中科精研的高通量焦耳加热装置，这一催化剂的研发与应用将进一步推动绿色化学的发展。
中科精研的高通量焦耳加热装置，以其优越的加热性能和高效的反应能力，能够为催化剂的合成与优化提供强有力的技术支持。该装置在催化研究中展现出卓越的应用潜力，助力研究人员实现更高效的电化学反应，推动可持续化学的未来。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202411325
