DOI: 10.1039/D0QI00749H

引入和调节过渡金属氧化物的氧空位（Vo）是解决电催化过程中缓慢氮还原反应（NRR）的有效途径。在这项工作中，研究者介绍了通过静电纺丝技术合成具有丰富Vo的In2O3-x/CeO2-y纳米管，然后对其进行可控的后处理煅烧。结果表明，通过Vo工程成功地优化了In2O3-x/CeO2-y的电化学性能，NRR的反应机理为离解途径，同时显著增强了电子传导和NRR反应动力学。优化的In2O3-x/CeO2-y纳米管具有出色的NRR催化活性和耐久性，催化剂平均产率为26.1μg h-1 mg-1。相较于可逆氢电极，其法拉第电流效率在-0.3V时高达16.1％。本研究通过结合纳米管结构和调整Vo策略为NRR催化剂的设计提供了依据。

图1.（a，d）CeO2和富含Vo的CeO2上的NRR示意图。（b，e）In2O3和富含Vo的In2O3上的NRR示意图。（c）活化过程中N2分子键长的变化。（f）不同催化剂上NRR的自由能图。

图2.（a）催化剂的制备示意图和富含Vo的In2O3-x/CeO2-y上的NRR图解。In2-Ce1（b），In1-Ce1（c）和In1-Ce2（d）的SEM图像。In2-Ce1（e），In1-Ce1（f）和In1-Ce2（g）的TEM图像。催化剂In1-Ce1（h-k）的TEM元素图。

图3.（a）In2O3、CeO2和In1-Ce1的XRD图谱的结构表征比较。（b）具有不同的In和Ce原子摩尔比的XRD图谱。（c）三种催化剂的奈奎斯特图，（d）催化剂的EPR光谱。（e）催化剂的XANES光谱。（f）催化剂R空间中相应的k3加权EXAFS信号。

图4.（a）In1-Ce2，（b）In2-Ce1，（c）In1-Ce1的O1s XPS光谱。（d）In1-Ce2，

（e）In2-Ce1，（f）In1-Ce1的Ce光谱。（g）In1-Ce2，（h）In2-Ce1，（i）In1-Ce1的In 3d光谱。

图5.（a）在不同电势下，In1-Ce1的NH3产率和法拉第效率。（b）在不同电势下催化剂In1-Ce1的紫外-可见曲线。（c）相对于RHE在-0.3V下，不同催化剂的平均产率（蓝金）和法拉第效率（粉色）。（d）在不同电势下催化剂In1-Ce1随时间变化的电流密度曲线。（e）在电催化过程之前和之后的N2H4浓度。（f）15NH4+校准溶液的1H NMR光谱以及使用15N2作为进料气在In1-Ce1上进行NRR电解的产物。