Theoretical insights into the performance of single and double transition metal atoms doped on N-graphenes for N2 electroreduction

催化作用 兴奋剂 材料科学 金属 过渡金属 纳米技术 化学物理 化学 凝聚态物理 光电子学 物理 冶金 有机化学
作者
Mengnan Qu,Gangqiang Qin,Jianfen Fan,Aijun Du,Qiao Sun
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:537: 148012-148012 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2020.148012
摘要

Single- and double-atom catalysts are normally with high activity and selectivity in N2 electroreduction. However, the properties of impacting their catalytic performances in N2 reduction are still unclear. In order to gain insights into the factors that influence their performances, we have theoretically studied N2 activation and reduction on eight catalysts, including two single-atom catalysts with Mn/Fe supported on nitrogen doped graphenes (N-graphenes), and six double-atom catalysts in which Mn and Fe atoms form three non-bonded centers (Mn⋯Mn, Fe⋯Fe and Mn⋯Fe) and three bonded centers (Mn-Mn, Fe-Fe and Mn-Fe) on N-graphenes. Our calculational results indicate that the two single-atom catalysts and the three non-bonded double-atom catalysts can’t efficiently activate N2 or convert it into NH3, whereas the bonded double-atom catalysts can not only efficiently activate but also convert N2 at low overpotentials. Especially, the bonded Mn-Fe catalyst is found to be the most efficient catalyst due to its very lower overpotential (0.08 V) for N2 reduction reaction among the eight catalysts. Moreover, the charge analysis revealed that the electron-donating capacities and the synergistic effects of the two bonded metal atoms are both responsible for the enhanced catalytic performances.

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
lxaiczn发布了新的文献求助10
1秒前
充电宝应助ihhh采纳,获得10
1秒前
1秒前
zy发布了新的文献求助10
2秒前
威武的金毛完成签到 ,获得积分10
3秒前
huainiande完成签到,获得积分10
3秒前
鳗鱼盼夏发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
bunnybunny发布了新的文献求助10
5秒前
王英龙完成签到,获得积分10
5秒前
tzk完成签到,获得积分10
6秒前
深情哈基米完成签到,获得积分10
6秒前
李爱国应助bbd采纳,获得10
6秒前
rainsy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
wx发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
xaun完成签到,获得积分10
8秒前
ying完成签到,获得积分10
8秒前
cfer完成签到,获得积分10
9秒前
不知道在干嘛完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
VivianGao发布了新的文献求助10
10秒前
duoduo7发布了新的文献求助10
10秒前
默默靖荷完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
uuu发布了新的文献求助10
12秒前
歇息下发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
淡定的如风完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
传奇3应助wwx采纳,获得10
15秒前
fam完成签到 ,获得积分10
15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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6016220
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7597696
关于积分的说明 16151685
捐赠科研通 5164020
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764570
邀请新用户注册赠送积分活动 1745425
关于科研通互助平台的介绍 1634936