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近期 ， 香港科技大学邵敏华教授与山东科技大学田健教授合作 ， 通过水热合成和热退火获得了二硒化钼（MoSe2）复合材料——MoSe2/Ti3C2Tx催化剂 ， 其因具有良好的电化学稳定性能 ， 而在电催化氮气还原反应（eNRR）中具有潜在应用价值 。
MoSe2图片
氨气（Ammonia ，NH3）属?一种无色气体 ， 带有强烈的刺激性味道 ， 密度为0.7710 g/L ， 可溶于水、乙醇和乙醚 ， 在高温时会分解成氮气和氢气 ， 有还原作用 。 从用途上来看 ， 氨气不仅可以用来制造氨水、氮肥、硝酸、纯碱、制冷剂和洗涤剂 ， 还广泛应用于毛纺、丝绸、印染等工业中 。
目前 ， 工业NH3的合成主要采用传统的Haber-Bosch工艺 ， 该工艺不仅要在高温（400?600°C）和高压（20?40MPa）条件下运行 ， 而且还对生态环境不是很友好 。 所以 ， 采用可持续清洁能源（如太阳能、风能、生物质能等）所提供的电力还原 N2合成NH3的方法已成为一种有前途的替代技术 。 然而 ， 在电力的环境下合成NH3仍具有较大挑战性 ， 因为N≡N三键很难断裂 。 因此 ， 迫切需要设计一种具有高催化活性和优异选择性的将N2转化为氨的电催化剂 。
鉴于此 ， 香港科技大学与山东科技大学研究者共同设计出了一种具有优异催化活性的 MoSe2/Ti3C2Tx催化剂 ， 即在Ti3C2Tx MXene上负载几层MoSe2纳米片 ， 这样不仅解决了纯MXene氨产率不高的问题 ， 还解决了纯MoSe2纳米片因为聚集而导致产氨效率下降的问题 。
【MoSe2复合材料用于电催化氮气还原】
MoSe2-Ti3C2Tx催化剂制备工艺示意图 ， 图源：Xiu Qian/ACS Catalysis
研究表明 ， MoSe2/Ti3C2Tx具有eNRR的倾向 ， 在-0.50 V vs. RHE电位下其NH3产率达到56.96 μg h-1 mg-1cat.；在-0.35 V vs. RHE电位下的FE为14.08% 。 MoSe2/Ti3C2Tx催化剂在环境条件下表现出良好的电化学和循环稳定性 。
该研究成果已以“Synergistic Enhancement of Electrocatalytic Nitrogen Reduction over Few-Layer MoSe2?Decorated Ti3C2Tx MXene”为题发表在ACS Catalysis上 。
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