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韓布興院士&孫曉甫Angew.:Zn-Cu電催化硝酸鹽轉化為氨!
來源: 時間:2023-09-14 14:19:50 瀏覽:1596次

一作者:Limin Wu

通訊作者:韓布興院士和孫曉甫研究員

通訊單位:中國科學院化學研究所

DOI: 10.1002/ange.202307952


01

研究背景

可再生能源驅動的硝酸鹽(NO3-)電還原為氨(NH3)作為Haber-Bosch法制氨的生態環保和有前途的替代品,引起了科學家們極大的興趣。然而,緩慢的動力學阻礙了它的大規模應用。中國科學院化學研究所韓布興院士和孫曉甫研究員等人報道了在密度泛函理論(DFT)計算等研究基礎上,設計并合成了鋅(Zn)摻雜銅納米片(Zn-Cu),制備的催化劑在硝酸鹽制氨中表現出優異的性能,使氨的最大法拉第效率(FE)達到98.4%,產率為5.8 mol g-1 h-1,是目前已報道的最好結果之一。


02

文章要點

1、作者提出了一種高效的硝酸鹽電還原為氨的催化劑的策略,涉及到調節中間體的吸附強度和中間體的構型。所制備的Zn-Cu催化劑在硝酸鹽制氨中表現出優異的性能。詳細的實驗和理論研究表明,Zn摻雜可以調節中間體的吸附強度,增強*NO2轉化率,改變*NO吸附構型為橋式吸附,降低能壘,使硝酸鹽制氨具有良好的催化性能。

2、Zn-Cu催化劑使制備氨的最大法拉第效率(FE)達到98.4%,產率為5.8 mol g-1 h-1。同時,該催化劑還具有良好的循環穩定性,在較寬的電位范圍和硝酸鹽濃度范圍內,FE含量也超過90%。

3、本工作不僅提供了一種有效的催化劑,而且對硝酸鹽電還原合成氨提供了深入的了解,可以為其他具有復雜的多電子轉移過程的電催化反應提供先進催化劑的合理設計。


03

圖文展示

 

圖1.銅基催化劑的篩選

 

圖2.催化劑的表征

 

圖3.電催化性能

 

圖4.理論計算

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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