氮循环是地球生态系统中的关键组成部分,在维持生命方面发挥着重要作用。然而,人类活动严重扰乱了氮循环的自然平衡,导致了严重的环境问题,如富营养化、温室气体排放和生物多样性丧失。同时,氮密集型化学制造过程,特别是哈伯法(Haber-Bosch process),能耗高且严重依赖化石燃料,导致活性含氮化合物在环境中的过量释放。因此,转向更可持续的方法将废弃的活性含氮化合物转化为有用的化学品,对于解决这些问题和实现化工行业脱碳至关重要。
本专题将重点关注活性含氮化合物(硝酸盐、亚硝酸盐及其他氮氧化物)电化学转化为氨及其他增值化学品的研究。目标旨在探索转化这些活性含氮物种方面的计算和实验进展,为可持续化学制造和高效氮循环管理提供途径。本专题感兴趣的主题包括:
硝酸盐、亚硝酸盐和氮氧化物的电化学还原为氨。
活性含氮物种与含碳化合物(如二氧化碳)共同还原,生产氮化有机化合物,如硝基烷、烷基亚硝酸盐、胺和酰胺。
理解活性含氮化合物转化反应路径的机理研究(包括实验和理论研究)。
氮电还原的催化剂设计和材料开发,重点提升选择性、稳定性和能效。
结合生物和电化学方法转换氮物种的混合工艺。
我们欢迎关注这些关键方面的原创研究文章、综述和观点的投稿。通过深入理解氮的电还原,本专题旨在推动可持续和可扩展工艺的发展,以平衡氮循环,并实现化学制造过程的脱碳。