電化學硝酸鹽還原反應(NO3RR)是傳統Haber–Bosch氨合成工藝的一種替代方法,該工藝是一個復雜的質子耦合電子轉移過程。在此,華東理工大學Li Chunzhong、Zhu Yihua、Shen Jianhua制備了用于構建Cu/a-CeOx異質結構的無定形CeOx載體,以提供足夠的*H并協同催化NO3RR。
本文要點:
1) Cu/a-CeOx的最大氨產量為1.52 mmol h?1 mgcat?1。在液流池中,NH3產量在1 A cm?2時達到17.93 mmol h?1 mgcat?1。作者通過原位X射線衍射(XRD)和原位拉曼發(fā)現,催化劑在操作條件下發(fā)生結構重構,從而證實Cu2O不是催化過程中真正的活性中心。
2) 此外,原位表征和密度泛函理論(DFT)計算表明,Cu/a-CeOx中的無定形CeOx調節(jié)了Cu的電子結構,克服了水在Cu上分解所需的高勢壘,這極大促進了水解過程,并為NO3-的氫化提供了更高的氫覆蓋率,從而實現活性氫生產和消耗之間的動態(tài)平衡。
Yufeng Li et.al Enhancement of Nitrate-to-Ammonia on Amorphous CeOx-Modified Cu via Tuning of Active Hydrogen Supply Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303863
https://doi.org/10.1002/aenm.202303863