Boron doping and high curvature in Bi nanorolls for promoting photoelectrochemical nitrogen fixation

催化作用 纳米棒 材料科学 法拉第效率 光催化 阴极 兴奋剂 氧化还原 固氮 电化学 电催化剂 化学工程 纳米技术 氮气 无机化学 化学 光电子学 电极 有机化学 物理化学 工程类
作者
Fuchun Xu,Fangfang Wu,Kaili Zhu,Zeping Fang,Dongmei Jia,Yikang Wang,Gan Jia,Jingxiang Low,Wei Ye,Zhongti Sun,Peng Gao,Yujie Xiong
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:284: 119689-119689 被引量:62
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.119689
摘要

Photoelectrochemical (PEC) nitrogen reduction reaction (NRR), which produces ammonia under ambient conditions by combining the merits of electrocatalysis and photocatalysis, represents an attractive prospect for nitrogen fixation. Limited by the choice of suitable p-type semiconductor, PEC nitrogen fixation should be preferentially achieved by cathodic NRR integrated with photoanode rather than direct photocathodic NRR. Even in such an approach, it still remains elusive how to design catalytically active sites on the dark cathode toward high activity and selectivity in PEC NRR. Herein, we report a new strategy for tailoring cathodic bismuth (Bi) sites with boron (B) doping and rolling curvature. The B doping in Bi matrix greatly reduces the energy barrier of the potential-determining step of N2 → *NNH in NRR while the high curvature surface on nanorolls facilitates the adsorption of N2. The integration of B doping and rolling curvature in a single cathodic catalyst boosts PEC NRR performance when combined with TiO2 nanorods array as photoanode to harvest light and provide photo-generated electrons. Such a PEC system offers an ammonia yield rate of 29.2 mgNH3 gcat.−1 h−1 and Faradaic efficiency of 8.3 % at a bias of 0.48 V versus RHE in nitrogen fixation. This work provides a guideline for the rational design of highly active and selective metallic catalyst in PEC NRR.

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
稳重母鸡完成签到 ,获得积分10
1秒前
昏迷树袋熊完成签到 ,获得积分10
1秒前
konosuba完成签到,获得积分0
2秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
forest完成签到,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
13秒前
踏实的酸奶完成签到,获得积分10
14秒前
CQ完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
smottom应助hbu123采纳,获得10
17秒前
制冷剂完成签到 ,获得积分10
24秒前
CWC完成签到,获得积分0
25秒前
25秒前
somnus完成签到,获得积分10
25秒前
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
35秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
小田完成签到 ,获得积分10
46秒前
yanyan完成签到 ,获得积分10
46秒前
49秒前
51秒前
ken131完成签到 ,获得积分0
52秒前
俏皮的老三完成签到 ,获得积分10
53秒前
Cris完成签到 ,获得积分10
53秒前
风中的向卉完成签到 ,获得积分10
53秒前
54秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
57秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
58秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
58秒前
美猴王完成签到 ,获得积分0
1分钟前
hbu123完成签到,获得积分10
1分钟前
David完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刚子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张晟源完成签到,获得积分20
1分钟前
开朗的哈密瓜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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 Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5773340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5610028
关于积分的说明 15430945
捐赠科研通 4905868
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639872
邀请新用户注册赠送积分活动 1587768
关于科研通互助平台的介绍 1542775