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在環境條件下電催化固氮為氨(ENFA)已成為Haber-Bosch工藝最有前途的替代方案，在電催化劑上構建空位缺陷已被證明能夠對N≡N活化以合成氨。然而，到目前為止，在可控制造用于高效ENFA 的陽離子空位方面仍然很少報道。

基于此，中國科學院化學研究所李玉良、香港理工大學黃勃龍和山東大學薛玉瑞等報道了一種在石墨炔上制備富含鐵空位(V_Fe)的三氧化二鐵以形成異質結構(IVR-FO/GDY，質量負載：0.246 mg cm^-2)的簡便有效的方法，用于高效和高選擇性ENFA。

相關表征和實驗結果表明，由于GDY與Fe₃O₄之間的協同作用, 在IVR-FO/GDY晶體結構中可以產生大量Fe空位。

該催化劑具有優異的催化活性，NH₃的生產速率達到127.92±9.11 μg h^-1 mgcat.^-1，FE為59.48±2.57％，遠遠超過了所有的先前報道的Fe基催化劑以及大多數其他類型的催化劑。因此，摻入GDY的催化劑具有實際應用前景。

密度泛函理論(DFT)計算表明，空位在電催化過程中在加速氮還原方面發揮了重要作用。Fe₃O₄中的界面耦合和空位顯著促進了催化劑中的電子轉移，從而有利于電催化的高效吸附/解吸，從而產生優異的ENFA性能。

這項工作中提出的策略為設計和制造用于在環境條件下合成氨以及其他能量轉換反應的新型催化劑提供了新的見解。

Graphdiyne-Induced Iron Vacancy for Efficient Nitrogen Conversion. Advanced Science, 2021. DOI: 10.1002/advs.202102721

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