贺 梅 孙焕运 李士阔

(安徽大学化学化工学院，合肥 230601)

氨(NH3)是重要的工业原料之一，也是重要的农业肥料[1]。传统的哈伯-博施法生产NH3已有100 多年历史，但需要高温高压的条件，且化石能源消耗大，温室气体排放量多[2]。因此，需要寻找一种新的工艺手段取代哈伯-博施法合成氨工艺。电催化固氮是以H2O 和N2为原料在常温常压下无需消耗化石燃料的一种新颖的氨合成方法，引起了许多课题组极大的兴趣[3-4]。但是由于N≡N 很难被打开，电催化固氮在化学动力学上存在严重的阻碍[5]，电催化效率相对较低。

硫化镍[6]因其独特的电子构型、良好的导电性和稳定的三维结构在电催化领域受到越来越多的关注。此外，其空的3d电子轨道非常适合催化过程中的电子转移，有利于提高电催化性能。为了合理设计硫化镍基电催化剂，研究人员通过形态工程和调节电子结构来促进催化反应[7]。前者旨在创造所需的尺寸和形状，以增大表面积，暴露更多的活性位点[8]，而后者主要涉及异质结构的构建[9]或杂原子掺杂[10]，以优化其催化活性。

阳离子掺杂是通过调节金属电子能带结构来提高固氮性能的方法[11]。阳离子掺杂能够获得更多的电催化活性位点，加速催化剂表面的电子迁移速率，从而提高电催化固氮的性能[11-13]。因此人们设计了许多通过掺杂提高电催化固氮性能的催化剂,例如Mo 掺杂、Fe 掺杂W18O49[14]、Mo 掺杂MnO[15]等。我们以NiS 为研究对象，通过Mo 掺杂增强Ni活性位点周围的电子云密度，降低电催化固氮反应能垒，提升电催化固氮效率。……