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氨与我们的生活息息相关，它在化肥、医药、染料和树脂等现代合成化学品中占有重要地位，在大气中通过人工固氮来合成氨。氨具有较高的能量密度（4.3kW h kg-1）和可再生性，反应过程中不会排放二氧化碳，对环境绿色友好，因此它是一种清洁能源，有望替代化石燃料。尽管具有重要意义，但工业规模的合成氨仍然依赖于高能耗的Haber-Bosch工艺，在此过程中，需要苛刻的反应条件（300-600℃和200-350atm）才能使极惰性的N≡N三键发生断裂。在这一过程中，需要消耗大量的化石燃料为反应提供高能量。与此同时，过度的燃料使用导致温室效应、粉尘、雾霾等问题，严重地污染了环境。因此，发展环境友好、节能的合成氨手段显得尤为重要。在这种情况下，电催化氮还原反应（NRR）是最有前途的反应之一，因为它能在常温常压下实现固氮，反应过程不产生有害物质，对环境无污染。NRR是将电能转换成化学能，利用催化剂引发固氮来实现合成氨。
催化剂在NRR中至关重要，开发具有高选择性、优异活性、良好稳定性的催化剂是保证氨产率和法拉第效率的关键。目前，常用的催化剂包括贵金属催化剂、过渡金属催化剂、非金属催化剂等。其中，过渡金属催化剂具有在地壳中储量丰富，成本低廉，反应易于控制等优点，如今已成为电催化研究领域的热门材料。
本文制备了一种新型的过渡金属催化剂硫化锑（Sb2S3）纳米粒子，其在常温常压下对合成氨具有电催化作用。采用电纺氧化锡（SnO2）纳米纤维作为活性衬底，将Sb2S3纳米粒子通过水热法固定在SnO2纳米纤维上，制成Sb2S3@SnO2纳米纤维，可以防止Sb2S3纳米粒子的聚集，并实现电催化性能的有效协同。通过该方法得到的Sb2S3@SnO2纳米纤维具有良好的形貌特征，在0.1M Na2SO4电解液中，在-0.4Vvs.RHE电势下，具有优异的催化活性和催化稳定性，氨产率和法拉第效率分别为22.0μg h-1mgcat.-1和15.1%。
为了进一步提高氨产率和法拉第效率，又提出了一种新的非金属催化剂-黑磷（BP），通过超声剥离为量子点（QDs），由于具有更大的比表面积，因而比片状BP的活性更好。然而，BP QDs容易聚集，不可避免地导致活性位点的丧失。此外，BP QDs的导电性差不利于电解过程中的电荷传输。为了解决这些问题，采用了一种具有电化学活性的导电基体-黑色氧化锡（SnO2-x）纳米管。通过简单的自组装，由于Sn-P键的配位作用，BP QDs被稳定地固定在SnO2-x纳米管上，形成了一种双活性的催化剂。得益于它们的协同优势，BP@SnO2-x纳米管可以发挥更好的电催化效果。在0.1M Na2SO4电解液中，在-0.4V vs.RHE电势下，BP@SnO2-x纳米管表现出良好的电催化活性和催化稳定性，氨产率达48.87μg h-1mgcat.-1和法拉第效率达14.6%。
催化剂在NRR中至关重要，开发具有高选择性、优异活性、良好稳定性的催化剂是保证氨产率和法拉第效率的关键。目前，常用的催化剂包括贵金属催化剂、过渡金属催化剂、非金属催化剂等。其中，过渡金属催化剂具有在地壳中储量丰富，成本低廉，反应易于控制等优点，如今已成为电催化研究领域的热门材料。
本文制备了一种新型的过渡金属催化剂硫化锑（Sb2S3）纳米粒子，其在常温常压下对合成氨具有电催化作用。采用电纺氧化锡（SnO2）纳米纤维作为活性衬底，将Sb2S3纳米粒子通过水热法固定在SnO2纳米纤维上，制成Sb2S3@SnO2纳米纤维，可以防止Sb2S3纳米粒子的聚集，并实现电催化性能的有效协同。通过该方法得到的Sb2S3@SnO2纳米纤维具有良好的形貌特征，在0.1M Na2SO4电解液中，在-0.4Vvs.RHE电势下，具有优异的催化活性和催化稳定性，氨产率和法拉第效率分别为22.0μg h-1mgcat.-1和15.1%。
为了进一步提高氨产率和法拉第效率，又提出了一种新的非金属催化剂-黑磷（BP），通过超声剥离为量子点（QDs），由于具有更大的比表面积，因而比片状BP的活性更好。然而，BP QDs容易聚集，不可避免地导致活性位点的丧失。此外，BP QDs的导电性差不利于电解过程中的电荷传输。为了解决这些问题，采用了一种具有电化学活性的导电基体-黑色氧化锡（SnO2-x）纳米管。通过简单的自组装，由于Sn-P键的配位作用，BP QDs被稳定地固定在SnO2-x纳米管上，形成了一种双活性的催化剂。得益于它们的协同优势，BP@SnO2-x纳米管可以发挥更好的电催化效果。在0.1M Na2SO4电解液中，在-0.4V vs.RHE电势下，BP@SnO2-x纳米管表现出良好的电催化活性和催化稳定性，氨产率达48.87μg h-1mgcat.-1和法拉第效率达14.6%。