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N-Doped Graphene as an Efficient Metal-Free Electrocatalyst for Indirect Nitrate Reduction Reaction

石墨烯 电催化剂 饱和甘汞电极 硝酸盐 兴奋剂 解吸 无机化学 金属 材料科学 电极 化学 纳米技术 电化学 物理化学 工作电极 有机化学 吸附 光电子学
作者
Jujiao Zhao,Bo Shang,Jun Zhai
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:11 (9): 2418-2418 被引量:7
标识
DOI:10.3390/nano11092418
摘要

N-doped graphene samples with different N species contents were prepared by a two-step synthesis method and evaluated as electrocatalysts for the nitrate reduction reaction (NORR) for the first time. In an acidic solution with a saturated calomel electrode as reference, the pyridinic-N dominant sample (NGR2) had an onset of 0.932 V and a half-wave potential of 0.833 V, showing the superior activity towards the NORR compared to the pyrrolic-N dominant N-doped graphene (onset potential: 0.850 V, half-wave potential: 0.732 V) and the pure graphene (onset potential: 0.698 V, half-wave potential: 0.506 V). N doping could significantly boost the NORR performance of N-doped graphene, especially the contribution of pyridinic-N. Density functional theory calculation revealed the pyridinic-N facilitated the desorption of NO, which was kinetically involved in the process of the NORR. The findings of this work would be valuable for the development of metal-free NORR electrocatalysts.
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