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    最新!復旦、南洋理工聯(lián)合Chem!
    來源: 時間:2023-10-10 13:36:27 瀏覽:1399次

    第一作者:Siwen Zhao

    通訊作者:張黎明教授、李述周教授

    通訊單位:復旦大學、南洋理工大學

    DOI: 10.1016/j.chempr.2023.08.001



    研究背景



    一氧化氮(NO)電化學還原成氨(NH3)是一種較好的固氮方式,但目前對該固氮機制了解甚少,且對NH3的選擇性較差,這些都嚴重阻礙該方法進行實際應用。基于此,復旦大學張黎明教授和南洋理工大學李述周教授等人報道了一種鎳(Ni)催化劑,不僅呈現(xiàn)獨特的NH3選擇性,且催化時間可長達50 h。該工作為設計NO電化學還原的催化劑構筑提供了指導。



    文章要點



    1、作者在大量過渡金屬催化劑上進行NO電化學還原反應,觀察到氮吸附自由能與NH3的產(chǎn)量呈火山型相關性,其中Ni對NH3的選擇性高達94%,產(chǎn)率可達9.48 μmol cm-2 h-1

    2、作者設計并制備了5種不同表面取向的大面積單晶Ni薄片,并觀察到高晶面指數(shù)的Ni薄片對NH3的選擇性更高;其中Ni(210)可實現(xiàn)對NH3產(chǎn)生100%的選擇,產(chǎn)率達12.02 μmol cm-2 h-1

    3、通過密度泛函理論(DFT)計算證實,高晶面指數(shù)的Ni催化劑有助于減少加氫步驟中關鍵中間體的空心到橋轉(zhuǎn)換所需的能量,從而具有更高的NH3生產(chǎn)能力。電化學測試表明,制備的Ni納米粒子對NH3的選擇性超過85%,NH3的生產(chǎn)速率為544 μmol cm-2 h-1,運行時間可長達50 h。



    圖文展示



    圖1. NO電化學還原生成NH3的示意圖

    圖2.不同過渡金屬上NO顯著轉(zhuǎn)化為NH3 

    圖3. Ni單晶上的電化學NO還原反應

    圖4.在Ni上NO轉(zhuǎn)化NH3的機理

    圖5.Ni納米顆粒上的電化學NO還原反應

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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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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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