Boosting electrochemical nitrate-ammonia conversion via organic ligands-tuned proton transfer

催化作用 离解(化学) 电化学 质子 动力学 质子耦合电子转移 氨生产 硝酸盐 材料科学 光化学 吸附 无机化学 化学 电极 电子转移 物理化学 有机化学 物理 量子力学
作者
Jiaying Yu,Yongjie Qin,Xiaodeng Wang,Hongju Zheng,Keru Gao,Hengpan Yang,Laiyong Xie,Qi Hu,Chuanxin He
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:103: 107705-107705 被引量:32
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107705
摘要

Electrochemical nitrate (NO3-) reduction reaction (NO3-RR) offers an ideal route to harvest ammonia (NH3) under ambient conditions. Despite recent advances in Cu-based NO3-RR electrocatalysts, their synthesis heavily relies on the regulation of adsorption strength towards nitrogen-containing intermediates, and other important factors are ignored (i.e., the proton transfer rate). Here, we select Cu nanoparticles (NPs) as model catalysts to investigate whether and how the proton transfer rate impacts the NO3-RR kinetics. The results indicate that the proton transfer is involved in the rate-determining step (RDS) of NO3-RR, and the weak water dissociation ability of Cu leads to slow proton transfer rate and consequently sluggish NO3-RR kinetics. To this end, we enhance the water dissociation ability of Cu NPs by incorporating uncoordinated carboxylate ligands to enable rapid proton transfer, which in turn boosts the hydrogenation of key intermediates for reducing the overall energy barrier of NO3-RR. As a result, Cu NPs with the ligands display a maximum NH3 yield rate of 496.4 mmol h−1 gcat−1, outperforming counterpart without ligands. This work not only deepens our knowledge on the NO3-RR mechanism, but also offers new guidelines for the smart design of efficient electrocatalysts.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
李键刚完成签到 ,获得积分10
刚刚
joyboysimba完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
金水完成签到,获得积分10
2秒前
DongZhikai应助pingping采纳,获得10
3秒前
4秒前
5秒前
SPQR发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
lucky完成签到,获得积分10
9秒前
athena发布了新的文献求助30
9秒前
卷纸发布了新的文献求助10
10秒前
ZMYI发布了新的文献求助10
10秒前
星辰大海应助野猪亨利28采纳,获得10
12秒前
14秒前
所所应助ttang采纳,获得10
14秒前
17秒前
小二郎应助彭医生采纳,获得10
19秒前
可爱的函函应助新小pi采纳,获得10
21秒前
谦让黑裤发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
Jasper应助疯格采纳,获得10
24秒前
辣椒完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
薰硝壤应助优秀的大有采纳,获得10
26秒前
完美世界应助陈补天采纳,获得10
26秒前
26秒前
开朗又菱发布了新的文献求助10
26秒前
邓炎林完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
32秒前
等乙天发布了新的文献求助30
32秒前
32秒前
32秒前
32秒前
穿堂风发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
ug发布了新的文献求助10
34秒前
35秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3136581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2787645
关于积分的说明 7782406
捐赠科研通 2443643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299325
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625429
版权声明 600954