离子液体在电催化合成氨中的应用

成曦1, 韩丽君1, 张聪2, 王珂1,3, 戚妙1, 刘艳荣1,4 （1.中国科学院过程工程研究所, 介科学与工程全国重点实验室, 离子液体清洁过程北京市重点实验室；2.中石化石油化工科学研究院有限公司/SINOPEC；3.龙子湖新能源实验室, 郑州中科新兴产业技术研究院；4.中国科学院大学化工学院）

摘要：氨是农业化肥及绝大多数含氮化学品的上游工业原料, 同时也是优良的氢能载体, 因而备受关注. 与工业合成氨相比, 电催化合成氨反应条件温和且更易于利用可再生能源实现分散式氨生产. 然而, 由于氮气(N 2)强的化学惰性难活化、在水溶液中极低的溶解性、电化学反应析氢竞争性等, 造成氨的产率和法拉第效率较低, 其规模化氨生产仍存在着巨大挑战. 离子液体因具有结构可设计、功能可调控等特性, 在电化学领域已经实现了广泛应用.本文综述了离子液体在电化学合成氨中的应用, 重点包括N 2在离子液体中的溶解性能, 离子液体对氨合成微环境调控, 以及离子液体作为电解质强化电催化合成氨性能, 同时阐述了离子液体的作用机制与机理, 并展望了离子液体在电催化合成氨体系中的发展趋势.

关键词：离子液体, 电催化, 合成氨, 界面修饰