作为能源密集型Haber-Bosch工艺合成氨的一种新兴替代品,电化学硝酸盐还原反应(NO_(3)RR)在可持续合成氨和废水处理方面受到了关注.然而,由于缺乏有效的电催化剂,NO_(3)RR目前仍然面临氨产率低和选择性差的问题.本文报道了通过脱合金法...作为能源密集型Haber-Bosch工艺合成氨的一种新兴替代品,电化学硝酸盐还原反应(NO_(3)RR)在可持续合成氨和废水处理方面受到了关注.然而,由于缺乏有效的电催化剂,NO_(3)RR目前仍然面临氨产率低和选择性差的问题.本文报道了通过脱合金法制备的纳米双模式孔Ru掺杂Cu催化剂作为NO_(3)RR的电催化剂,在-0.2 V versus RHE的电位下表现出29.63±0.74 mg h^(-1)mg_(cat.)^(-1)的超高氨产率与97.3%±2.5%的法拉第效率,优于大多数报道的催化剂.密度泛函理论计算表明,在Cu中掺杂Ru可以优化中间体的吸附能,降低NO_(3)RR速控步骤的能垒.此外,Ru原子可以促进H2O的吸附/解离,为含N中间体氢化为NH_(3)提供活性氢.这项工作为NO_(3)RR等过程进行高性能催化剂的合理设计提供了新的途径.展开更多
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文摘作为能源密集型Haber-Bosch工艺合成氨的一种新兴替代品,电化学硝酸盐还原反应(NO_(3)RR)在可持续合成氨和废水处理方面受到了关注.然而,由于缺乏有效的电催化剂,NO_(3)RR目前仍然面临氨产率低和选择性差的问题.本文报道了通过脱合金法制备的纳米双模式孔Ru掺杂Cu催化剂作为NO_(3)RR的电催化剂,在-0.2 V versus RHE的电位下表现出29.63±0.74 mg h^(-1)mg_(cat.)^(-1)的超高氨产率与97.3%±2.5%的法拉第效率,优于大多数报道的催化剂.密度泛函理论计算表明,在Cu中掺杂Ru可以优化中间体的吸附能,降低NO_(3)RR速控步骤的能垒.此外,Ru原子可以促进H2O的吸附/解离,为含N中间体氢化为NH_(3)提供活性氢.这项工作为NO_(3)RR等过程进行高性能催化剂的合理设计提供了新的途径.
