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.
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
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
刚刚
1秒前
eternity136完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Hello应助榴榴采纳,获得20
1秒前
杨振发布了新的文献求助10
2秒前
杰杰发布了新的文献求助10
2秒前
落叶完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
天天下文献完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
酷炫翠桃应助卫海亦采纳,获得10
3秒前
3秒前
一锅炖不下完成签到 ,获得积分10
3秒前
eternity136发布了新的文献求助10
4秒前
Ava应助叶叶采纳,获得10
4秒前
rookieLi完成签到,获得积分10
5秒前
肖原完成签到,获得积分10
5秒前
若什么至发布了新的文献求助10
6秒前
田轲发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
hirono完成签到 ,获得积分10
6秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
爱因斯宣发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助杜七七采纳,获得10
7秒前
7秒前
殷勤的觅松完成签到,获得积分10
8秒前
小蘑菇应助zz采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助冬瓜熊采纳,获得10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
hhhhh应助张琳采纳,获得10
10秒前
威武从寒发布了新的文献求助10
10秒前
fiber发布了新的文献求助20
12秒前
HM发布了新的文献求助10
12秒前
JohnTong发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3986618
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529071
关于积分的说明 11243225
捐赠科研通 3267556
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803784
邀请新用户注册赠送积分活动 881185
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808582