电催化还原硝酸盐（NO₃RR）合成氨，是“变废为宝”的绿色途径。该反应涉及8电子和9质子转移，动力学缓慢，且面临产氢副反应的激烈竞争。开发高活性、高选择性、稳定的催化剂是关键。钯（Pd）具有优异的活化氢（将H₂O/H⁺转化为吸附氢H*）能力，但硝酸盐在其表面吸附弱。铜（Cu）是已知的对硝酸盐吸附和还原活性最高的非贵金属，但其活化氢的能力差，且容易生成亚硝酸盐副产物。将Pd和Cu在纳米尺度上复合，形成核壳或合金结构，可利用Cu位点高效吸附和还原NO₃⁻为NO₂⁻，溢流的NO₂⁻在相邻的Pd位点上，利用Pd产生的丰富吸附H*，快速完成后续的加氢脱氧生成氨。三维纳米线阵列结构可以提供巨大的活性面积和快速的传质通道。

  本实验通过模板辅助电沉积法，制备了三维自支撑的Pd/Cu核壳纳米线阵列电极。电化学测试和产物分析表明，该电极在-0.3V vs. RHE的极低过电位下，氨的法拉第效率高达96%，氨产率达到0.5mmol h⁻¹ cm⁻²。在长达100小时恒电位电解中，电极的活性和选择性未见衰减。原位红外光谱成功捕捉到了NO₃⁻在Cu位上吸附形成的*NO₃、*NO₂，以及随后*NH₂、*NH₃等中间产物的特征峰，直观地展现了反应路径。DFT计算进一步从原子尺度解释了Pd/Cu界面的协同效应：Cu位点负责高效富集并初步还原NO₃⁻；Pd位点则源源不断提供强还原性的吸附H*，高效地将含氮中间体接力还原为氨，同时避免了亚硝酸盐的脱附。该研究为设计高效电催化硝酸盐合成氨的催化剂提供了明确的指导原则和结构范例。

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