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.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
ethely完成签到,获得积分10
1秒前
小航2025发布了新的文献求助10
1秒前
小白的应助被倾咩ry采纳,获得100
1秒前
凯玩笑完成签到,获得积分10
2秒前
凌万发布了新的文献求助10
2秒前
香蕉觅云的应助被Zzz采纳,获得10
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ的应助被渣渣儿采纳,获得10
3秒前
3秒前
研友_ZlxK6Z完成签到,获得积分10
4秒前
XD的应助被qqqqq采纳,获得10
4秒前
情怀的应助被山居月采纳,获得10
4秒前
6秒前
贾若彤发布了新的文献求助10
7秒前
赖以筠完成签到,获得积分10
7秒前
slx发布了新的文献求助20
7秒前
我爱科研发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
凯玩笑发布了新的文献求助10
9秒前
情怀的应助被儆劼宸梦采纳,获得10
10秒前
11秒前
秋风的应助被凡凡呀采纳,获得10
11秒前
LLLL发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
Maestro_S的应助被云月采纳,获得10
13秒前
13秒前
123完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
无聊又夏完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
hrpppp发布了新的文献求助10
17秒前
那咋办啊完成签到,获得积分10
17秒前
song发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
等待炳发布了新的文献求助10
18秒前
呆萌以蕊完成签到,获得积分10
19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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540672
关于积分的说明 21641346
捐赠科研通 7724383
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421086
关于科研通互助平台的介绍 2546303
邀请新用户注册赠送积分活动 2463147