Design of single-atom catalysts on S-functionalized Mxenes for enhanced activity and selectivity in N2 electroreduction

MXenes公司 催化作用 选择性 密度泛函理论 氧化还原 电化学 化学 材料科学 吸附 组合化学 纳米技术 无机化学 计算化学 物理化学 电极 有机化学
作者
Bin Huang,Jing Yang,Guangyuan Ren,Yong Qian,Yong‐Wei Zhang
出处
期刊:Applied Catalysis A-general [Elsevier BV]
卷期号:646: 118886-118886 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.apcata.2022.118886
摘要

Design of high-performance catalysts is one of the key research focuses in electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR). Single atom catalysts (SACs) hosted by a suitable template can be a potential candidate for NRR. Recently, two-dimensional (2D) S-functionalized Ti2C (Ti2CS2) and Nb2C (Nb2CS2) MXenes have been successfully synthesized. Here, we screen 18 different single metal atoms on these S-functionalized MXenes by examining their NRR activity and selectivity using the state-of-the-art density functional theory calculations. The calculated free energy change between the first H+/e− pair reduction step and the last H+/e− pair reduction step suggests that Mo@MXene, Nb@MXene and V@MXene are the suitable candidates. The calculation results further reveal that V and Nb on Ti2CS2 and Nb2CS2 weaken the *N adsorption, leading to an enhanced performance in NRR. Our analyses on the electronic properties, structural stability as well as HER indicate that Mo@Nb2CS2 system overall is a highly promising NRR catalyst. The present work provides an interesting route to design SACs based on the S-functionalized MXenes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ICY完成签到,获得积分10
1秒前
xiaoluo发布了新的文献求助10
1秒前
zlzs666发布了新的文献求助20
1秒前
爱意花束完成签到,获得积分10
2秒前
luna完成签到,获得积分10
2秒前
14and15关注了科研通微信公众号
2秒前
老实的乐儿完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
香蕉觅云应助冲冲冲采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
韩鲁光完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
阿坤完成签到,获得积分10
6秒前
KYTYYDS完成签到,获得积分10
6秒前
哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
雨诺发布了新的文献求助10
6秒前
高贵的慕卉完成签到 ,获得积分10
6秒前
冬瓜发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Kidmuse完成签到,获得积分10
7秒前
Yy杨优秀发布了新的文献求助10
7秒前
李健的小迷弟应助kang_aaa采纳,获得10
8秒前
8秒前
大白发布了新的文献求助10
8秒前
KYTYYDS发布了新的文献求助10
8秒前
海绵完成签到,获得积分10
8秒前
nice_bigday完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
agi发布了新的文献求助10
10秒前
江刚完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
夏夜晚风完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
lee4xu完成签到 ,获得积分10
11秒前
Lucas应助Lzzy采纳,获得10
12秒前
12秒前
Mindy完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6257640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8079812
关于积分的说明 16879481
捐赠科研通 5329906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837519
邀请新用户注册赠送积分活动 1814811
关于科研通互助平台的介绍 1668997