Synergistic Effect of Surface-Terminated Oxygen Vacancy and Single-Atom Catalysts on Defective MXenes for Efficient Nitrogen Fixation

MXenes公司 纳米片 空位缺陷 催化作用 电催化剂 氨生产 氧气 材料科学 化学 金属 氮气 Atom(片上系统) 过渡金属 光化学 纳米技术 结晶学 电化学 物理化学 电极 有机化学 冶金 计算机科学 嵌入式系统
作者
Shaobin Tang,Tianyong Liu,Qian Dang,Xunhui Zhou,Xiaokang Li,Tongtong Yang,Yi Luo,Edward Sharman,Jun Jiang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:11 (13): 5051-5058 被引量:104
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.0c01415
摘要

The production of ammonia (NH3) from molecular dinitrogen (N2) under ambient conditions is of great significance but remains as a great challenge. Using first-principles calculations, we have investigated the potential of using a transition metal (TM) atom embedded on defective MXene nanosheets (Ti3-xC2Oy and Ti2-xCOy with a Ti vacancy) as a single-atom electrocatalyst (SAC) for the nitrogen reduction reaction (NRR). The Ti3-xC2Oy nanosheet with Mo and W embedded, and the Ti2-xC2Oy nanosheet with Cr, Mo, and W embedded, can significantly promote the NRR while suppressing the competitive hydrogen evolution reaction, with the low limiting potential of -0.11 V for W/Ti2-xC2Oy. The outstanding performance is attributed to the synergistic effect of the exposed Ti atom and the TM atom around an extra oxygen vacancy. The polarization charges of the active center are reasonably tuned by the embedded TM atoms, which can optimize the binding strength of key intermediate *N2H. The good feasibility of preparing such TM SACs on defective MXenes and the high NRR selectivity with regard to the competitive HER suggest new opportunities for driving NH3 production by MXene-based SAC electrocatalysts under ambient conditions.
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
Wand完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
所所应助JK157采纳,获得10
1秒前
wwq发布了新的文献求助10
1秒前
1351567822应助luchong采纳,获得50
1秒前
Katherine发布了新的文献求助10
1秒前
mmm在线求大佬相助完成签到,获得积分10
1秒前
包容的玉米完成签到,获得积分10
2秒前
传奇3应助zm采纳,获得10
2秒前
此木本去一应助pbj采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
SciGPT应助bioxtt采纳,获得10
3秒前
cirsheria完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
li发布了新的文献求助10
4秒前
suz完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
小蘑菇应助luoshi94采纳,获得30
5秒前
5秒前
Peter发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助兔子采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
zbzfp完成签到,获得积分10
8秒前
cryjslong发布了新的文献求助10
8秒前
CipherSage应助Author采纳,获得10
8秒前
易方发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
兰闹儿完成签到,获得积分10
9秒前
小青椒应助机智乐曲采纳,获得30
9秒前
乐乐应助糊涂的文轩采纳,获得10
10秒前
田様应助LEON采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
科研通AI6应助Once采纳,获得10
10秒前
11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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5624710
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4710500
关于积分的说明 14951127
捐赠科研通 4778615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2553367
邀请新用户注册赠送积分活动 1515328
关于科研通互助平台的介绍 1475603