天大JACS:Cu@Cu/C NWAs助力低浓度NORR! 2024年4月24日 上午9:55 • 顶刊 • 阅读 27 电化学NO还原反应(NORR)是一种很有前途的氮循环调控和氨合成方法。由于NO源浓度较低,且NO在溶液中的溶解度较差,传质限制是一个严重且易被忽视的问题。 基于此,天津大学张兵教授、于一夫教授和王雨婷副教授等人报道了在Cu纳米线阵列上生长的多孔碳负载超细Cu团簇(记为Cu@Cu/C NWAs),用于低浓度NORR。在-0.1 V条件下,Cu@Cu/C NWAs具有较高的法拉第效率(93.0%)和氨产率(1180.5 μg h-1 cm-2),远远优于Cu NWAs和其他报道的类似条件下的性能。 VASP解读 通过DFT计算,作者研究了了NO分子在溶液中的迁移路径。Cu NWAs受水的氢键网络影响,NO分子需要通过水分子之间的间隙迁移,导致扩散模式困难而曲折。在Cu@Cu/C NWAs的情况下,NO分子可被吸引并聚集在多孔碳基体周围,从而导致在固-液界面上无阻碍的直线迁移路径。NO在Cu NWAs上扩散所需的最大Ea为0.63 eV,而Cu@Cu/C NWAs的多孔碳结构只需要克服0.31 eV这表明改善了NO传质动力学。 由于多孔碳的富集引起了高效的NO传质过程,Cu表面的有效NO浓度明显增加,随后的NORR增大。两种样品在大约140 °C和300-500 °C处都有两个特征峰,分别属于NO的物理吸附和化学吸附。 结果表明,Cu@Cu/C NWAs对NO的吸附更充分。同时,Cu@Cu/C NWAs上反映的较高NO覆盖率也可抑制H-H的易偶联,特别是对于低浓度的NORR。 Carbon Support Enhanced Mass Transfer and Metal-Support Interaction Promoted Activation for Low-Concentrated Nitric Oxide Electroreduction to Ammonia. J. Am. Chem. Soc., 2024. 原创文章,作者:计算搬砖工程师,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/04/24/bf015e4c8a/ 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 天津大学和丹麦科技大学联合,两篇Nature子刊! 2024年2月4日 江西师大袁彩雷Small:NiFe/NiFeOOH超顺磁性核/催化壳异质结构电化学重构用于磁加热强化析氧反应 2022年12月10日 张山青/潘锋/陆俊/谷林AM:淬火处理释放钛酸锂负极的潜在可逆容量 2022年12月9日 化学所Angew.: TEMPOL调节HKUST-1自旋密度,增强CO2-C2H4转化 2024年5月28日 清华大学王训JACS:三明治式光电耦合催化CO2还原 2023年10月11日 上海有机所&复旦Nature Catalysis:E-型烯醛/烯酮合成新策略! 2023年10月14日