Effect of local coordination on catalytic activities and selectivities of Fe-based catalysts for N2 reduction

石墨烯 催化作用 空位缺陷 密度泛函理论 选择性 星团(航天器) 电化学 电子转移 Atom(片上系统) 化学 过渡金属 吸附 氧化还原 氮气 无机化学 化学物理 材料科学 纳米技术 光化学 计算化学 物理化学 结晶学 电极 有机化学 计算机科学 嵌入式系统 程序设计语言
作者
Xiaohui Zhang,Tianyi Wang,Congyun Zhang,Yihui Zou,Jun Ren,Pengcheng Cai,Chenghua Sun,Dongjiang Yang
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:24 (23): 14517-14524 被引量:3
标识
DOI:10.1039/d1cp05140g
摘要

Electrochemical reduction of nitrogen is considered a promising route for achieving green and sustainable ammonia synthesis under ambient conditions. A transition metal atom loaded on N-doped graphene is commonly used in the nitrogen reduction reaction (NRR), but the effect of the graphene's coordination environment on electron transfer has rarely been studied. Herein, the NRR performance of Fe1/2/3 clusters, anchored on single-vacancy and N-doped graphene, is investigated systematically via density functional theory (DFT). The calculation results show that the Fe2 cluster supported by two N atom-modified single-vacancy graphene displays the highest catalytic performance of NRR with the lowest energy barrier of 0.62 eV among the 12 candidates, and exhibits efficient selectivity. It has superior performance because of the highly asymmetrical distribution of electrons on graphene, the large positive charge of the Fe2, and the strong adsorption of *NNH. This study provides a new strategy to improve the NRR performance by regulating the Fe1/2/3 clusters coordination environment.

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
刚刚
1秒前
深情安青应助淡定乐荷采纳,获得10
1秒前
1秒前
在人类发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
健康的棒棒糖完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
John发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
禹宛白发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
qiqiqi完成签到,获得积分20
8秒前
XYN1发布了新的文献求助10
8秒前
姜茶发布了新的文献求助20
8秒前
pinky完成签到,获得积分10
9秒前
77发布了新的文献求助10
9秒前
ww发布了新的文献求助10
9秒前
欣喜发布了新的文献求助10
9秒前
程smile笑完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
栖梧砚客完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
无花果应助在人类采纳,获得10
11秒前
小太阳在营业应助nature采纳,获得200
12秒前
俭朴的甜瓜应助青枫采纳,获得30
12秒前
幽默的嫣完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
16秒前
張医铄完成签到,获得积分10
16秒前
852应助刻苦成风采纳,获得10
16秒前
小猪猪饲养员完成签到,获得积分10
17秒前
充电宝应助禹宛白采纳,获得10
17秒前
molihuakai应助qiqiqi采纳,获得10
17秒前
在水一方应助玉米汁采纳,获得10
17秒前
18秒前
临天下完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
Lin完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7256156
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8878268
关于积分的说明 18750881
捐赠科研通 6936446
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200800
关于科研通互助平台的介绍 2374970
邀请新用户注册赠送积分活动 2176355