Modulation of Cu Electronic Structure to Accelerate the Conversion of Key Intermediates for Electrocatalytic Ammonia Synthesis

催化作用 电催化剂 氨生产 化学 钥匙(锁) 电子结构 电化学 组合化学 电极 计算机科学 有机化学 计算化学 物理化学 计算机安全
作者
Xiaofang Liu,Can Xu,Xiaohong Chen,Jing Liu,Fengxing Jiang,Xue‐Feng Cheng,Qingfeng Xu,Jianmei Lu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (8) 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c07167
摘要

Electrochemical nitrate reduction (NO3RR) is primarily hampered by high energy barriers associated with the rate-determining step (RDS), which involves the conversion of *NO3 to *NO2, and the selectivity-determining step (SDS) from *NO to *NHO. Herein, we exhibit a molecular catalyst, Cu(I)-phen-SCN, where the S of the SCN ligand has the highest polarizability and lowest electronegativity compared to C or N. The optimized electronic structure of the catalyst effectively reduces the energy barrier of RDS and SDS simultaneously. In situ impedance and infrared spectroscopy revealed that Cu(I)-phen-SCN exhibits the fastest early reaction kinetics, deeply reducing *NO3 to generate *NO intermediates at an extremely low potential (+0.2 V vs RHE). As a result, the resulting catalyst can achieve ammonia synthesis with Faradaic efficiency and N-selectivity close to ∼100% and ammonia yields as high as 241.20 ± 10.82 mg h–1 mgcat–1. In situ X-ray absorption spectroscopy (XAS) and attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) measurements have shown that Cu(I)-phen-SCN is maintained in a dynamically stable state throughout the electrochemical processes, exhibiting excellent catalytic durability. This work proposes a new method to lower the energy barrier in nitrate-based ammonia synthesis reactions, providing an effective strategy to improve the efficiency of ammonia synthesis.
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
wtv发布了新的文献求助10
刚刚
我是老大应助野性的夜安采纳,获得10
1秒前
KCl完成签到 ,获得积分10
3秒前
桐桐应助hushiyu采纳,获得10
4秒前
薛杉完成签到,获得积分10
4秒前
小丸子完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
希望天下0贩的0应助wtv采纳,获得10
6秒前
鱼nana发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助WYT采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
最帅阿浩发布了新的文献求助10
10秒前
药宫完成签到,获得积分10
10秒前
苏耶耶耶耶耶耶耶完成签到,获得积分10
10秒前
wtv完成签到,获得积分10
12秒前
yaoqi完成签到,获得积分10
13秒前
小波完成签到,获得积分10
13秒前
魏铭哲发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
米酒完成签到,获得积分20
14秒前
薛杉发布了新的文献求助10
14秒前
笨笨完成签到,获得积分10
14秒前
JamesPei应助Barbet采纳,获得10
15秒前
尊敬湘发布了新的文献求助200
15秒前
彭于晏应助开朗的诺言采纳,获得10
16秒前
t妥妥滴发布了新的文献求助10
16秒前
哈哈哈完成签到,获得积分0
16秒前
珊小宛完成签到,获得积分10
17秒前
小王完成签到,获得积分10
17秒前
BiuBiu怪完成签到,获得积分10
17秒前
科目三应助moshi采纳,获得10
17秒前
JACK完成签到,获得积分10
19秒前
yangmanjuan完成签到,获得积分10
20秒前
wangbq完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
22秒前
领导范儿应助霖29采纳,获得10
23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
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Impostor Phenomenon: When Success Makes You Feel Like a Fake 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6377894
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8190899
关于积分的说明 17303573
捐赠科研通 5431423
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2873458
邀请新用户注册赠送积分活动 1850143
关于科研通互助平台的介绍 1695451