研究推进电化学还原硝酸盐合成氨
发布时间：2023-06-26 11:05:47 所属栏目：动态 来源：
导读：通过电催化反应处理,使硝酸盐污染物转化为高附加值氨,从而解决氮元素的再循环问题。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员汪国雄和包信和院士团队，在电化学合成氨研究中取得新进展。他们发展了一种原位衍生的高
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通过电催化反应处理,使硝酸盐污染物转化为高附加值氨,从而解决氮元素的再循环问题。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员汪国雄和包信和院士团队，在电化学合成氨研究中取得新进展。他们发展了一种原位衍生的高性能铜纳米片催化剂，提出了铜晶面串联催化促进电化学还原硝酸盐合成氨的有效策略，并加深了对铜催化剂上硝酸盐转化为氨反应机制的理解。 硝酸盐转化为氨需要经历复杂的多步质子电子转移过程，这导致了动力学速率缓慢，过电势高。同时，竞争性析氢反应降低了氨法拉第效率及分电流密度。 因此，电解铝硝酸盐电催化选择性还原的关键是优化设计以及制备合理的高活性、高选择性和长时间高稳定性的催化剂。 本工作报道了一种电化学原理衍生的高性能铜纳米片催化剂。在流动相电解池中，该催化剂在-0.59 V vs. 相对可逆氢电极条件下获得了665 mA cm-2的氨分电流密度和1.41 mmol h-1 cm-2的氨产率。并且，该催化剂表现出了700h的高稳定性。物理化学和电化学表征以及密度泛函理论计算结果表明，原位衍生铜纳米片的高性能归因于Cu(100)和Cu(111)晶面的串联催化作用。而由于铜的不同晶面上静电势的差异，导致了硝酸盐吸附强弱的差别。其中Cu(100)更容易吸附硝酸盐（NO3-）并促进其转化为NO2-，产生的NO2-随后迁移在Cu(111)上进一步还原，从而促进了氨的生成。硝酸盐是一种重要的无机化合物，广泛存在于自然界中，其中包括植物、动物、微生物等。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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