Angew：Zn5-NiS4双位点的氧化还原MOF实现高效

Angew：Zn5-NiS4双位点的氧化还原MOF实现高效

电催化还原硝酸盐合成氨电催化还原硝酸盐合成氨是具有前景的技术，有助于解决环境污染，且有助于可持续的能源转化。           

有鉴于此，南京大学左景林教授、丁梦宁教授、马晶教授等基于Zn5-NiS4双位点的高效串联催化反应机理，将Zn5-NiS4双位点组装在具有氧化还原活性的MOF内，能够促进硝酸盐还原为亚硝酸盐、亚硝酸盐还原为氨的反应动力学。           

本文要点：

1）Zn5簇能够吸附NO3-，并且将NO3-选择性还原为NO2-，[NiS4]起到铁氧还蛋白（ferredoxin）类似的功能，将NO2-还原为NH3。基于这种设计，使用氧化还原活性[Ni(C2S2(TPCOOH)2)2]配体构筑Zn5-NiS4TP MOF双金属MOF。         

Zn5-NiS4TP MOF在中性电解液的最大合成氨产量达到23650.63μg h-1 mg-1，法拉第效率达到92.57%。     2）作为对比，分别合成了其他双位点的MOF，Mn5-NiS4TP、Cd2-NiS4TP，以及Zn-TTFTB、Zn-NiS4Ph、以及其他含Zn5簇的MOF，研究电催化还原硝酸盐的性能。研究结果表明-噻吩基代替-苯基能够增加S杂原子的含量，改善导电性，促进电子转移。DFT理论计算验证了实验结果。

参考文献

Zedong Zhang, Yang Lv, Yuming Gu, Xiaocheng Zhou, Bailin Tian, Anqi Zhang, Zhimei Yang, Shizheng Chen, Jing Ma, Mengning Ding, Jing-Lin Zuo, Dual Zn5-NiS4 Sites in a Redox-Active Metal-Organic Framework Enables Efficient Cascade Catalysis for Nitrate-to-ammonia Conversion, Angew. Chem. Int. Ed. 2024   

DOI: 10.1002/anie.202418272

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202418272

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