最近，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)害、有用的氮產(chǎn)品已成為很有前景的戰(zhàn)略。 特別吸引科學(xué)家的是將NOx還原為羥胺 (NH2OH  )，這可以作為可再生能源使用。

新的鐵催化劑有助于將一氧化氮優(yōu)先還原為羥胺，為污染控制和清潔能源打開(kāi)大門。

決定羥胺生成成敗的“成敗”步驟是一氧化氮(NO  )的催化電化學(xué)還原，通過(guò)電解質(zhì)的pH值和電極電位可以生成羥胺或一氧化二氮) N2O  )。 研究表明，羥胺的生成優(yōu)于N2O的生成，需要pH值小于0的酸性電解質(zhì)。 但是，這種酸性環(huán)境會(huì)使催化劑迅速分解，限制反應(yīng)的進(jìn)行。 韓國(guó) 光州科學(xué)技術(shù)研究所(GIST  )教授Chang  Hyuck  Choi表示，開(kāi)發(fā)活性、選擇性、穩(wěn)定性高的新催化劑將是下一個(gè)挑戰(zhàn)。 他的工作是電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。

在最近發(fā)表于《自然通訊》雜志的研究中，Choi教授和他的韓國(guó)和法國(guó)出身的同事研究了孤立的FeNxCy部分和碳質(zhì)基質(zhì)結(jié)合的新型鐵氮摻雜碳Fe-N-C催化劑。 該催化劑被選擇為對(duì)NH2OH路徑的高選擇性及其耐極化酸條件。

該小組進(jìn)行了催化劑的操作光譜，即在反應(yīng)中、電化學(xué)分析，確認(rèn)了其催化劑位置和NH2OH生產(chǎn)的pH依賴性。

他們確定了催化劑的活性位點(diǎn)是與碳基質(zhì)相連的亞鐵基，其中NH2OH的生成速度隨ph的降低而特有增加。 這個(gè)小組把這個(gè)特性歸因于NO不確定的氧化狀態(tài)。 最后，他們用典型的NO-H2燃料電池實(shí)現(xiàn)了高效(71% )的NH2OH產(chǎn)量，確立了該催化劑的實(shí)用價(jià)值。 另外，發(fā)現(xiàn)該催化劑表現(xiàn)出長(zhǎng)期穩(wěn)定性，運(yùn)行50小時(shí)以上也沒(méi)有失活的跡象

這種方法不僅可以減少有害的空氣污染物，還可能在領(lǐng)導(dǎo)可再生能源社會(huì)方面提供有用的副產(chǎn)品。 除了羥胺在尼龍工業(yè)中的應(yīng)用外，還可以作為替代的氫載體使用。 因此，新的催化劑不僅有助于減少大氣中的氮氧化物污染物，還將引領(lǐng)我們走向可再生能源的未來(lái)。