DOI: 10.1039/D0QI00749H
引入和調節過渡金屬氧化物的氧空位（Vo）是解決電催化過程中緩慢氮還原反應（NRR）的有效途徑。在這項工作中，研究者介紹了通過靜電紡絲技術合成具有豐富Vo的In2O3-x/CeO2-y納米管，然后對其進行可控的后處理煅燒。結果表明，通過Vo工程成功地優化了In2O3-x/CeO2-y的電化學性能，NRR的反應機理為離解途徑，同時顯著增強了電子傳導和NRR反應動力學。優化的In2O3-x/CeO2-y納米管具有出色的NRR催化活性和耐久性，催化劑平均產率為26.1μg h-1 mg-1。相較于可逆氫電極，其法拉第電流效率在-0.3V時高達16.1％。本研究通過結合納米管結構和調整Vo策略為NRR催化劑的設計提供了依據。
圖1.（a，d）CeO2和富含Vo的CeO2上的NRR示意圖。（b，e）In2O3和富含Vo的In2O3上的NRR示意圖。（c）活化過程中N2分子鍵長的變化。（f）不同催化劑上NRR的自由能圖。
圖2.（a）催化劑的制備示意圖和富含Vo的In2O3-x/CeO2-y上的NRR圖解。In2-Ce1（b），In1-Ce1（c）和In1-Ce2（d）的SEM圖像。In2-Ce1（e），In1-Ce1（f）和In1-Ce2（g）的TEM圖像。催化劑In1-Ce1（h-k）的TEM元素圖。
圖3.（a）In2O3、CeO2和In1-Ce1的XRD圖譜的結構表征比較。（b）具有不同的In和Ce原子摩爾比的XRD圖譜。（c）三種催化劑的奈奎斯特圖，（d）催化劑的EPR光譜。（e）催化劑的XANES光譜。（f）催化劑R空間中相應的k3加權EXAFS信號。
圖4.（a）In1-Ce2，（b）In2-Ce1，（c）In1-Ce1的O1s XPS光譜。（d）In1-Ce2，
（e）In2-Ce1，（f）In1-Ce1的Ce光譜。（g）In1-Ce2，（h）In2-Ce1，（i）In1-Ce1的In 3d光譜。
圖5.（a）在不同電勢下，In1-Ce1的NH3產率和法拉第效率。（b）在不同電勢下催化劑In1-Ce1的紫外-可見曲線。（c）相對于RHE在-0.3V下，不同催化劑的平均產率（藍金）和法拉第效率（粉色）。（d）在不同電勢下催化劑In1-Ce1隨時間變化的電流密度曲線。（e）在電催化過程之前和之后的N2H4濃度。（f）15NH4+校準溶液的1H NMR光譜以及使用15N2作為進料氣在In1-Ce1上進行NRR電解的產物。
