Frustrated Lewis Pairs on Zr Single Atoms Supported N‐Doped TiO2‐x Catalysts for Electrochemical Nitrate Reduction To Ammonia

材料科学 沮丧的刘易斯对 路易斯酸 电化学 催化作用 氨生产 无机化学 吸附 离解(化学) 物理化学 电极 有机化学 化学
作者
Lekuan Yang,Chaochen Wang,Yufeng Li,Wangxin Ge,Lei Tang,Jianhua Shen,Yihua Zhu,Chunzhong Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (36) 被引量:73
标识
DOI:10.1002/adfm.202401094
摘要

Abstract The electrochemical reduction of nitrates (NO 3 RR) for ammonia synthesis at room temperature holds immense potential. One key challenge is the adsorption and activation of NO 3 − , along with the provision of sufficient active hydrogen to accelerate the hydrogenation process. Here, the study prepares N‐doped TiO 2‐x supported by Zr single atoms (Zr‐TiON) with rich oxygen vacancies (O v ), in which unsaturated Zr (Lewis acidic, LA) sites together with oxygen atoms around O v (Lewis base, LB) form frustrated Lewis acid‐base pairs (FLPs). At −60 mA cm −2 , NH 3 Faradaic efficiency reaches 94.8%, corresponding to the production rate of 663.15 µmol h −1 mg cat −1 . The yield rate is up to 26.16 mmol h −1 mg cat −1 at −1 A cm −2 in flowing electrolyzer. Theoretical calculations and in situ spectroscopy analysis reveal that the interaction between LA and LB sites in FLPs plays a crucial role in facilitating adsorption and activation of electron‐rich NO 3 − and electron‐deficient * H. The presence of enhanced FLPs significantly reduces the energy barrier for H 2 O dissociation, lowering it to 0.20 eV, which facilitates subsequent hydrogenation reactions. The abundance of * H accelerates hydrogenation process, thereby enhancing the activity of NO 3 RR. This FLP design offers a promising approach for paving the way for the development of highly efficient NO 3 RR catalysts.
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
田様应助柚子苏采纳,获得10
1秒前
En发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
cnkly完成签到,获得积分10
3秒前
zjxnq发布了新的文献求助10
3秒前
win完成签到,获得积分10
5秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
HH应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
黎JX完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
HAN应助JiazhenCai采纳,获得10
8秒前
En完成签到,获得积分0
9秒前
baby完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
今后应助ljj521314采纳,获得10
12秒前
xiao完成签到,获得积分10
15秒前
nefu biology发布了新的文献求助10
15秒前
酷波er应助leung采纳,获得10
15秒前
mingming完成签到,获得积分10
16秒前
16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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
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 6397981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8213367
关于积分的说明 17402975
捐赠科研通 5451294
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881262
邀请新用户注册赠送积分活动 1857843
关于科研通互助平台的介绍 1699854