过渡金属掺杂构建空心二氧化锡催化剂用于高效电化学合成氨

来自国内的研究人员通过水热反应法制备了过渡金属(Fe、Cu)掺杂的空心二氧化锡(H–SnO2)催化剂，用于解决电催化氮还原反应(NRR)动力学能垒高的问题。该研究使Fe–SnO2在-0.3 V vs RHE条件下获得16.92 μg h–1 mgcat.–1的氨产率和20.82%的法拉第效率，为高性能NRR催化剂设计提供了新思路。

　　

在温和条件下实现高效电催化氮还原反应(NRR)合成氨，是当前能源化学领域的重要挑战。研究者创新性地采用过渡金属掺杂策略，通过简单水热法制备出具有丰富氧空位的空心二氧化锡(H–SnO₂)催化剂。铁(Fe)和铜(Cu)的引入不仅调控材料导电性，更显著增加了催化剂表面缺陷位点。

其中Fe–SnO₂表现尤为突出，在-0.3 V（相对于可逆氢电极RHE）条件下，实现了16.92微克每小时每毫克催化剂的氨产率，法拉第效率高达20.82%，性能远超未掺杂样品。这种金属掺杂诱导产生氧空位的策略，为设计高效NRR电催化剂提供了新范式，同时深化了对反应机理的认知。

研究还通过图文摘要直观展示了异质原子掺杂如何同步优化SnO₂的电子结构和表面特性。该工作不仅开发出具有应用前景的催化材料，更为理解电催化氮气活化过程提供了理论依据。