《表1 电催化剂性能对比：基于非贵金属催化剂常温常压电化学合成氨》

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《基于非贵金属催化剂常温常压电化学合成氨》

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对NRR还原产物的定性和定量是评估电催化剂催化性能一个非常重要的指标。目前主要的方法包括离子色谱法[111，112]、离子选择性电极[113]、荧光光谱法[114]以及分光光度法[115，116]等。对于离子色谱法，其优点是具有标准的检测方法和商品化的仪器，而且检测选择性和重复性高，还可以在较短的时间内同时检测多种产物，适用于规模化NRR还原产物的检测。但是该方法存在一个问题，即Na+与还原产物NH4+的保留时间相近，有可能会对产物的检测造成干扰[117]。氨选择性电极也是一种商品化的检测NRR还原产物十分快捷的方法。常见的氨选择性电极中包含一个pH传感电极、一个标准参比电极和疏水的氨渗透膜。当NRR生成NH4+后，往反应液中滴加强碱可使NH4+转化为氨，氨通过氨渗透膜后产生了一个电位差，再根据Nernst方程计算出氨的浓度，再转化为NH4+的浓度[118]。但是该方法受其他离子如Na+、K+等碱金属离子干扰大，因此对反应液的要求比较高。荧光光谱法是另一种能实现高效精确定量NH4+的方法，主要基于水样中的NH4+与加入的邻苯二甲醛和硫化物选择性反应产生荧光效应，其检测下限可到nM浓度。但是该方法也存在一些问题，如果NH4+浓度超过μM后，实际测得的浓度就会偏离NH4+浓度与荧光强度的线性关系，另外，水样中存在的胺和氨基酸等化合物也会干扰检测[119～121]。最后一种方法是分光光度法，其中靛酚蓝光度法是实验室中常用的方法。这种方法虽然没有前三种方法那样高效精准，但是胜在操作简单，对仪器的要求低。靛酚蓝光度法基于Bethelot反应，是利用氨与苯酚和次氯酸根在碱性溶液中反应显色，再利用分光光度计，通过朗伯-比尔定律来确定氨的浓度，在反应的过程中需加入硝普钠来催化反应[115]。因为靛酚蓝光度法中用到的苯酚具有毒性和易挥发性，因此实验中更多采用水杨酸钠来替代苯酚，因此该方法也称水杨酸法，水杨酸法相对于靛酚蓝光度法稳定性更好[116]。单独实施上述四种定性定量NH4+的方法存在一定弊端，尤其检测低浓度NH4+时误差较大，因此在实际检测中可以几种方法相互结合来减少实验误差。