Filling the nitrogen vacancies with sulphur dopants in graphitic C3N4 for efficient and robust electrocatalytic nitrogen reduction

掺杂剂 法拉第效率 催化作用 离解(化学) 氮气 材料科学 密度泛函理论 石墨氮化碳 化学工程 光催化 吸附 化学 纳米技术 兴奋剂 无机化学 硫黄 光化学 电极 物理化学 电化学 计算化学 光电子学 有机化学 工程类 冶金
作者
Ke Chu,Qing-qing Li,Yaping Liu,Jing Wang,Yonghua Cheng
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:267: 118693-118693 被引量:237
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.118693
摘要

Exploring active and durable metal-free electrocatalysts represents a promising direction for electrocatalytic N2 reduction reaction (NRR). Herein, by filling the nitrogen vacancies (NVs) with S dopants in graphitic C3N4, we showed that the resultant S-NV-C3N4 could be an efficient and robust metal-free NRR catalyst in neutral solution. S-NV-C3N4 with a high S concentration of 5.2 at.% exhibited a fascinating NRR performance with an NH3 yield of 32.7 μg h−1 mg−1 and a Faradaic efficiency of 14.1 % at −0.4 V (vs. RHE), considerably outperforming pristine C3N4 and NV-containing C3N4. S-NV-C3N4 also showed exceptional durability for at least 20 h, in stark contrast to the inferior stability of NV-containing C3N4. Density functional theory calculations disclosed that the filled S dopants could break the scaling relation to effectively stabilize *N2H and destabilize *NH2 on S-NV-C3N4, leading to more optimized adsorption of NRR intermediates and a significantly reduced energy barrier. Meanwhile, the competitive HER can be effectively suppressed on S-NV-C3N4 due to the high energy barrier for water dissociation.
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
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
小蘑菇应助火花采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
炙热幻灵关注了科研通微信公众号
4秒前
科研助理795应助马大帅采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
liux发布了新的文献求助30
4秒前
Sten发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.4应助CMUSK采纳,获得10
5秒前
Kingdom奇发布了新的文献求助10
5秒前
kun完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
周周发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
凪启应助稳重盼夏采纳,获得50
7秒前
7秒前
chrisliu完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
善良的灵羊完成签到 ,获得积分10
8秒前
黄元婷发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
白岛发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.4应助ale采纳,获得10
9秒前
leaiy_发布了新的文献求助10
9秒前
489695发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
子平完成签到 ,获得积分0
11秒前
11秒前
柔弱的灵发布了新的文献求助10
13秒前
Jason完成签到,获得积分10
13秒前
火花发布了新的文献求助10
13秒前
直率楷瑞完成签到,获得积分10
13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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7395467
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9001543
关于积分的说明 19158966
捐赠科研通 7031339
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229875
关于科研通互助平台的介绍 2392315
邀请新用户注册赠送积分活动 2211471