• 研究论文 •
郭秉鑫a, 史雅欣a, 林施和a, 梁志琴a,b*
Bingxin Guoa, Yaxin Shia, Shihe Lina, Zhiqin Lianga,b*
摘要: 亚硝酸盐到氨的转化是一个多步还原过程,既需要氢的供给,也需要合适的界面电化学环境。钯膜反应器(PMRs)在空间上将氢供给与底物分隔开,但富氢膜界面本身能否维持这种深度还原仍不清楚。在此,我们系统比较了Cu/Pd PMR的加氢侧和电解侧。在加氢侧,NH3 几乎不生成;代表性 Cu/Pd 样品在9 h后仅得到 1.90–2.16 μg⋅h-1⋅cm-2,表观法拉第效率低于 2%。这种弱响应在持续电化学充氢和直接H2开路对照中依然存在,尽管界面氢可用性的差异可能仍有贡献。在电解侧,Cu修饰显著提高了活性,且活性对电位、Cu负载量和pH有明确依赖。在优化的电解侧条件下,碱性电解液中 0.5 mg⋅cm-2 Cu 在 −1.2 V vs. RHE下获得1140.38 μg⋅h-1⋅cm-2 的NH3产率。在三室PMR开路对照中,NH3产率仅为0.24–1.61 μg⋅h-1⋅cm-2,低两个数量级以上。因此,我们提出“空间-机理兼容性”模型:PMR中的反应位点并非仅由氢通量决定,而是取决于界面功能与目标反应机理需求的匹配程度。