Boosted N2 Activation through 4f–2p–3d Orbital Hybridization for Efficient Nitrate Electrosynthesis

电合成 材料科学 催化作用 轨道杂交 密度泛函理论 电子转移 吸附 轨道能级差 氧化还原 电化学 选择性 法拉第效率 分子轨道 电极 物理化学 化学 计算化学 分子 分子轨道理论 有机化学 冶金
作者
Shuyuan Li,Xiaoxuan Wang,Xinyue Chi,Yuanyuan Xiong,Yanfei Sun,Zheng Tang,Xueying Gao,Huiying Zhang,Jingxian Li,Kaiqi Nie,Jiangzhou Xie,Zhiyu Yang,Yi‐Ming Yan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (49) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adfm.202306098
摘要

Abstract The electrochemical N 2 oxidation reaction (NOR) has emerged as a promising approach for achieving high selectivity in nitric acid (HNO 3 ) production. However, the sluggish N 2 activation process in NOR due to the high cleavage energy barrier of the N≡N bond remains a challenge. Herein, a novel orbital hybridization strategy for tuning the NOR performance through the construction of cerium (Ce) 4f–O 2p–Co 3d network in Ce‐doped Co 3 O 4 (Ce–Co 3 O 4 ) is proposed. The Ce–Co 3 O 4 catalyst exhibits an enhanced HNO 3 yield of 24.76 µg h −1 mg cat −1 and a promoted Faradaic efficiency of 31.93% in 0.1 m Na 2 SO 4 electrolyte under ambient conditions compared to those of the pure Co 3 O 4 (13.75 µg h −1 mg cat −1 and 23.43%). Density functional theory caculations demonstrate the strong 4f–2p–3d orbital hybridization and electron transfer in Ce–Co 3 O 4 . Moreover, a series of in situ techniques provide direct evidence of stronger adsorption peaks for Co─N bond and the key intermediate *NO formed after N 2 activation on the surface of Ce–Co 3 O 4 . This work provides a promising route for the preparation of efficient NOR catalysts and sheds light on the mechanism of N 2 activation through orbital hybridization.
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
含蓄元冬完成签到 ,获得积分10
刚刚
默默完成签到,获得积分10
2秒前
PengHu发布了新的文献求助10
2秒前
吭哧吭哧完成签到,获得积分10
2秒前
草原没有馬完成签到,获得积分10
2秒前
ester颖完成签到,获得积分10
2秒前
丰富的慕卉完成签到,获得积分10
3秒前
隐形曼青应助高铭泽采纳,获得30
4秒前
晓晓马儿完成签到 ,获得积分10
4秒前
三土有兀完成签到 ,获得积分10
5秒前
浅色墨水完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
wjrakej完成签到,获得积分20
8秒前
GU完成签到,获得积分10
9秒前
秀丽的莹完成签到 ,获得积分10
12秒前
123456完成签到 ,获得积分10
13秒前
南边的海发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
要减肥的丹云完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
chun完成签到 ,获得积分10
17秒前
Nicole完成签到 ,获得积分10
17秒前
情怀应助deway采纳,获得10
18秒前
19秒前
Ricardo完成签到 ,获得积分10
19秒前
cfghjj完成签到,获得积分10
20秒前
TG303完成签到,获得积分10
21秒前
kellen完成签到,获得积分10
21秒前
Crystal发布了新的文献求助10
21秒前
幸福大白发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
研究生完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
赵赵发布了新的文献求助10
27秒前
lili完成签到,获得积分10
29秒前
高铭泽发布了新的文献求助30
30秒前
31秒前
森源海完成签到,获得积分10
31秒前
Crystal完成签到,获得积分10
31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
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
2026国自然单细胞多组学大红书申报宝典 800
Real Analysis Theory of Measure and Integration 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4910822
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4186436
关于积分的说明 12999794
捐赠科研通 3954003
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2168246
邀请新用户注册赠送积分活动 1186614
关于科研通互助平台的介绍 1093909