北京石油化工学院闫宝林课题组首次报道了一种具有新颖框架结构的TiO₂/CeO₂异质结催化剂，其表面含有丰富的氧空位，并且在不同维度的组分间形成了大量的异质界面，这不仅为N₂的吸附和活化提供了有效的位点，而且有利于界面间电荷的转移和传递。因此，该催化剂在常温常压下的电化学N₂还原反应中展现出了优异的催化活性和循环稳定性。该成果为设计合成具有框架结构以及多尺度界面的催化材料提供了一定的实验基础和理论依据。

NH₃是一种重要的化学品，是氮肥工业的关键原料。目前工业上主要通过Haber-Bosch法合成NH₃，但是其面临反应条件苛刻、能耗高、碳排放量大等瓶颈问题。电化学N₂还原反应（NRR）被认为是在环境条件下合成NH₃的有效、清洁的新型策略。然而，有效的电化学NRR在实践中极具挑战性，这主要归因于催化剂对惰性N₂的吸附和活化作用不足，催化剂在工况条件下的长期耐用性差等。因此，发展高效、稳定的NRR电催化剂成为合成NH₃工业可持续发展的重要前提。

有鉴于此，北京石油化工学院闫宝林课题组报道了一种通过稀土Ce³⁺离子辅助Ti基MOFs MIL-125-NH₂原位转化，结合后续空气气氛热处理制备具有丰富氧空位和异质界面的TiO₂/CeO₂框架结构电催化剂的新策略。该策略良好地解决了MOFs直接热解过程中框架结构的坍塌和孔道结构掩埋消失等问题，为电解液的有效浸润以及暴露更多的催化活性位点提供了前提；并且，所制备的TiO₂/CeO₂框架结构是由相互贯穿的超薄TiO₂纳米片负载CeO₂纳米粒子组成，两种组分间所形成的丰富的异质界面有利于电荷的传递和转移。电化学NRR研究表明，TiO₂/CeO₂框架结构电催化剂在-0.25 V （vs. RHE）下的NH₃产率和法拉第效率分别达到了8.8 μg h^-1 mg^-1_cat.和6.8%，其性能能够与之前报道的Ti基、含氧空位NRR电催化剂相媲美。此外，该催化剂在连续20次的循环测试中展现出了卓越的电化学稳定性。该工作提出了一种合成MOFs衍生框架结构催化剂的新策略，为进一步根据目标反应设计合成高效催化材料奠定了广泛的研究基础。