N2还原反应（NRR）受到副反应HER的影响，导致NH3选择性较低。催化剂对H、NNH（决速步）的吸附能力是影响NRR产物的关键因素。因此，本文研究Co、Ni、Cu、Zn掺杂FeSx催化NRR的性能。

DFT计算结果表明FeSx对H2O的解离能为0.89 eV，对H和NNH的吸附自由能为-0.45和1.51 eV，Cu掺杂FeSx（FeCuSx）对H2O的解离能为1.06 eV，对H和NNH的吸附自由能为-0.57和1.52 eV、对HER的抑制效果优于Co、Zn和Ni掺杂。

作者制备了FeSx和FeCuSx微米颗粒催化剂。XPS结果表明Cu掺杂使Fe的价态降低，从而增强对中间体的吸附能力。XANES结果表明Cu的价态介于+1到+2。

FeCuSx在碱性条件下催化NRR的电流大于FeSx和其它离子掺杂FeSx。FeSx的NH3产率和法拉第效率为15.05 ug/gh和53.78%（-0.1 V），FeCuSx的结果为27.21 ug/gh和75.05%，且循环稳定性良好。

DFT计算结果表明FeCuSx催化NRR的决速步为N2--NNH，势垒为0.63 eV，低于FeSx的0.70 eV。Cu掺杂使得Fe、S态密度变宽，从而增强与NNH、H的作用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202209555