通过将硝酸盐还原和丁胺氧化耦合在掺钡的钴磷化物双功能催化剂上，实现高效并发电合成高附加值的含氮化学品

《ACS Catalysis》：High-Efficiency Concurrent Electrosynthesis of Value-Added Nitrogen-Containing Chemicals by Coupling Nitrate Reduction and Butylamine Oxidation on a Barium-Doped Cobalt Phosphide Bifunctional Catalyst

双功能催化剂钡掺杂钴磷纳米片实现硝酸还原与丁胺氧化耦合，法拉第效率超96%，调控中间体吸附及Co3+活性促进反应， techno-economic分析验证经济性

　　

将含氮低价值底物的电氧化和电还原过程结合起来，以水作为氧气和氢气的来源，对于生产高附加值化学品具有重要意义。尽管在这一领域已经取得了重要进展，但开发能够有效加速这两种过程的双功能催化剂仍然是一个主要挑战。在这项工作中，我们制备了掺钡的钴磷纳米片（Ba-CoP NSs），作为电还原硝酸盐为氨以及同时电氧化丁胺（BA）为丁腈的有效双功能催化剂。与纯CoP相比，掺钡显著提高了电化学性能，在阴极和阳极反应的最佳电位下，法拉第效率超过了96%。实验和理论研究表明，掺钡可以调节中间体的吸附强度，并将*NO的吸附模式转变为桥接吸附模式，从而降低能量障碍并提升硝酸盐还原的电化学性能。同时，掺钡还能激活电生成的Co³⁺物种，促进阳极电氧化反应中BA的脱氢过程。利用Ba-CoP NSs作为双功能催化剂，我们成功地在电化学电池中实现了硝酸盐还原和BA氧化的耦合。通过技术经济分析，证明了该系统的经济可行性。