A Bioinspired Iron-Centered Electrocatalyst for Selective Catalytic Reduction of Nitrate to Ammonia

电催化剂 氨生产 催化作用 硝酸盐 选择性催化还原 化学 吸附 无机化学 电化学 有机化学 电极 物理化学
作者
Wu‐Ji Sun,Lanxin Li,Haoyu Zhang,Jinghui He,Jianmei Lu
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (18): 5958-5965 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c00389
摘要

Nitrate has been commonly used in fertilizers, synthetic materials, and explosives; however, its irregular release leads to extensive contaminants in many sources of drinking water because of its high solubility and mobility. Unfortunately, efficient nitrate removal at low concentrations has been challenging for a long time. Inspired by nitrate reductase with iron as the active center in plants, we constructed a novel nanozyme catalyst, FeNPs@MXene, and proved that the confinement effect of Cl size facilitates the formation of FeOOH nanoshuttles. The FeNPs@MXene electrocatalyst can achieve selective catalytic reduction of nitrate to ammonia, including up to 97.8% conversion of nitrate and high selectivity toward ammonia (76.8%). By precisely analyzing in situ electrochemical online differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) and 15N isotope labeling experiments, the electroreduction of nitrate to ammonia was clearly proven. Using density functional theory (DFT) calculations and conductive atomic force microscopy (C-AFM), the built-in electric field formed between FeOOH and MXene is proven to be beneficial to nitrate adsorption and can lower the reaction barrier of key intermediates. This design of iron-based nanozymes offers new illuminating insight into the NO3RR.
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
疯狂的水香完成签到 ,获得积分10
2秒前
与你完成签到 ,获得积分10
7秒前
淡淡的靖完成签到,获得积分10
9秒前
西方末完成签到 ,获得积分10
11秒前
17秒前
Clef完成签到,获得积分10
18秒前
Chaos完成签到 ,获得积分10
19秒前
ninini完成签到 ,获得积分10
20秒前
Wz完成签到 ,获得积分10
22秒前
star应助wangxuhui1978采纳,获得20
28秒前
小白加油完成签到 ,获得积分10
29秒前
kaifangfeiyao完成签到 ,获得积分10
32秒前
任性冥王星完成签到 ,获得积分10
33秒前
研友_8KX15L完成签到,获得积分10
36秒前
王南晰完成签到,获得积分10
36秒前
羽化成仙完成签到 ,获得积分10
37秒前
sobergod完成签到 ,获得积分10
37秒前
张欢馨应助翠翠采纳,获得10
37秒前
慕白完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
42秒前
42秒前
万能图书馆应助KX2024采纳,获得10
43秒前
fishss发布了新的文献求助10
45秒前
King完成签到 ,获得积分10
47秒前
大黄发布了新的文献求助30
48秒前
小王同学发布了新的文献求助10
49秒前
随机数学完成签到,获得积分10
51秒前
哈基米完成签到 ,获得积分10
56秒前
西西弗斯完成签到,获得积分10
57秒前
大黄完成签到,获得积分10
58秒前
飞儿完成签到 ,获得积分10
59秒前
月夕完成签到 ,获得积分10
1分钟前
甜蜜的荟完成签到,获得积分10
1分钟前
不学无术的学术完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开胃咖喱完成签到,获得积分10
1分钟前
大力的灵雁应助arniu2008采纳,获得200
1分钟前
qaplay完成签到 ,获得积分0
1分钟前
xiaobei完成签到,获得积分10
1分钟前
dangdang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
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 6348405
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163441
关于积分的说明 17173214
捐赠科研通 5404850
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861802
邀请新用户注册赠送积分活动 1839609
关于科研通互助平台的介绍 1688913