综述:石墨烯材料作为含氮化合物绿色氨生产电催化剂的综述

【字体: 时间:2025年09月10日 来源:The Chemical Record 7.5

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  本综述系统探讨了石墨烯基电催化剂在绿色氨合成领域的应用潜力,重点分析了其高导电性、大比表面积和可调电子特性对氮还原反应(NRR)的促进作用,为替代高能耗的哈伯-博世(Haber-Bosch)工艺提供了可持续解决方案。

  

Abstract

氨作为全球化工行业最重要的原料之一,主要应用于化肥和炸药领域,近年来更被广泛认为是一种潜力巨大的能源载体。当前氨生产主要依赖哈伯-博世(Haber-Bosch)工艺,该过程不仅能耗巨大、投资成本高昂,还会产生大量温室气体。因此,在温和条件下运行且可利用可再生能源驱动的电化学合成路线,正成为具有可持续性的替代方案。然而,开发同时具备高选择性、优异活性和长期稳定性的电催化剂,仍是该领域面临的核心挑战。

在众多新兴材料中,石墨烯衍生的碳基材料因其卓越的导电性、巨大的比表面积和可调控的电子特性而脱颖而出。这些特性能够有效促进氮气分子的吸附,并稳定关键反应中间体,从而提升氮还原反应(NRR)的整体效率。本综述详细总结了氨电化学合成的最新研究进展,着重探讨了碳基电催化剂的结构与性能之间的构效关系,并对当前技术瓶颈进行分析,最终提出未来研究方向以推动绿色氨生产战略的发展。

Conflict of Interest

作者声明不存在利益冲突。

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