Phase modulation of nickel‐tin alloys in regulating electrocatalytic nitrogen reduction properties

Abstract

摘要 电催化氮还原反应（NRR）是在常规条件下合成氨（NH 3 ）的一种有效方法，但其催化性能（例如：选择性、催化效率等）在很大程度上取决于催化剂的物理性质。在本工作中，物理性能可控的Ni‐Sn 合金纳米粒子通过简单的两步法成功合成，并将其用作 NRR 的高效电催化剂。通过调控Ni : Sn的原子比例，分别构建了不同物相的Ni‐Sn合金，包括：Ni、Ni‐Ni 3 Sn、Ni 3 Sn、Ni 3 Sn 2 、Ni 3 Sn 4 和Sn，其中Ni3Sn合金具有高分散性、粒径均匀的颗粒。作为NRR催化剂，Ni 3 Sn表现出了最好的产NH 3 性能，在‐0.4 V (vs. RHE)电压下的NH 3 产率和法拉第效率分别为70.60 μg.h ‐1 .mg ‐1 cat 和38.00%，远远高于其他Ni‐Sn合金和单金属催化剂。此外，该催化剂表现出了优异的选择性，几乎检测不到副产物。相比于在相同条件下合成的其他Ni‐Sn合金，Ni 3 Sn催化剂优异的NRR特性主要归因于独特的相结构以及相对更小的颗粒尺寸。本工作为系统地研究 NRR的物相影响提供了一种简单且有效的方法.

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