Lanthanum-Doped Graphene for Electrocatalytic Reduction of Nitrogen Monoxide

电催化剂 催化作用 化学 石墨烯 无机化学 电子转移 质子化 氮气 光化学 吸附 电极 材料科学 纳米技术 电化学 离子 物理化学 有机化学
作者
Yu Yan,Zaheer Masood,Bin Wang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (27): 12967-12975 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c01366
摘要

Electrocatalytic conversion of nitrogen oxides is a promising approach to address nitrogen pollution in underground water. Nitrogen oxides, such as nitrate and nitrite, can be reduced to N2 and NH3 over an electrocatalyst, with NO as the key intermediate, subsequent reaction of which controls the overall activity and selectivity. Here, we report density functional theory calculations of NO electrocatalytic reduction (NOER) over lanthanum embedded in graphene, through which we show that the localized states in La drive the reaction favorably due to more pronounced molecular adsorption and charge transfer than transition metals such as Co. The free energy profiles are compared between the La-based single-atom catalyst (SAC) and Co-based SAC, for producing N2 and NH3. We find that the La-SAC intensifies the electron transfer to the adsorbed NO, promoting the first protonation step of NO, which is the potential-limiting step on the Co-SAC. Also, an intriguing effect of the water solvent is revealed on the La-SAC. In addition to stabilizing the intermediate species, water molecules that are coordinated with La participate directly in the protonation steps, enhancing the catalyst activity. This study reveals the unique mechanism of NOER over rare-earth-based catalysts, highlighting the potential application of atomically dispersed f-block elements for electrocatalytic reactions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
斯文的苑博完成签到,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助syl采纳,获得10
1秒前
2秒前
小马甲应助泥酱采纳,获得10
2秒前
宋不凡完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
天之道发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科研通AI6应助zzmyyds采纳,获得10
6秒前
霸气的幼蓉应助qqq采纳,获得10
6秒前
苏z发布了新的文献求助10
6秒前
何hh完成签到,获得积分20
6秒前
简单花花发布了新的文献求助50
7秒前
小马甲应助清爽的晓啸采纳,获得10
8秒前
Yashyi发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
打打应助wzc采纳,获得10
9秒前
耶斯发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
阿星发布了新的文献求助10
11秒前
七色蔷薇完成签到,获得积分10
12秒前
无私怜容发布了新的文献求助10
12秒前
自然凌旋完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6应助苒苒采纳,获得10
14秒前
14秒前
李健应助芝士采纳,获得30
14秒前
深情安青应助芝士采纳,获得10
14秒前
汉堡包应助芝士采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
Akim应助早日毕业采纳,获得10
15秒前
16秒前
szp发布了新的文献求助10
16秒前
小葵完成签到 ,获得积分10
16秒前
ding应助LHT采纳,获得10
17秒前
威龙觉醒完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
自然凌旋发布了新的文献求助10
17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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 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 5589147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4672942
关于积分的说明 14790572
捐赠科研通 4627592
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2532071
邀请新用户注册赠送积分活动 1500734
关于科研通互助平台的介绍 1468396