Atomically Dispersed Cobalt on Ionic Carbon Nitrides for Selective and Efficient Nitrate Electroreduction to Ammonia

无机化学 法拉第效率 氨生产 硝酸盐 催化作用 氮化物 电化学 氮气 离解(化学) 化学 材料科学 碳纤维 离子键合 金属 选择性 氮化碳 化学工程 离子液体 产量(工程) 电催化剂 离子电导率 过渡金属 氧化还原 电导率 电极
作者
Nana Gao,Y. P. Guo,Haijian Tong,Guoyu Hou,Jingwen Ba,Xiaoyu Zhang,Ruixin Zhang,Hui Zhang,Xianwei Fu,Leonardo Cancellara,Nadezda V. Tarakina,Yu Zhang,Tianxi Liu,Christian Mark Pelicano,Zhihong Tian
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:138 (16)
标识
DOI:10.1002/ange.2543286
摘要

ABSTRACT Direct electrochemical conversion of nitrate to ammonia (NH 3 ) represents a sustainable route for NH 3 production while simultaneously mitigating nitrate pollution. Carbon nitrides (CNs) have emerged as promising supports for transition‐metal single‐atom catalysts due to their high nitrogen content and abundant coordination sites. However, conventional CNs generally suffer from poor electrical conductivity and difficulty in stabilizing high densities of atomically dispersed metal centers, which limits catalytic efficiency and selectivity in the nitrate reduction reaction. Herein, we overcome these limitations by constructing cobalt poly(heptazine imides) ( Co PHI), an ionic carbon nitride in which Co 2+ species are coordinated to negatively charged imide‐bridging nitrogen atoms. This coordination environment enables a high density of isolated Co active sites (1.092 wt.%) while enhancing charge transport through the PHI framework. As a result, Co PHI achieves a Faradaic efficiency of 93.5% and an NH 3 yield rate of 46.1 mg·h −1 ·mg cat. −1 at −0.8 V versus RHE, outperforming conventional Co─N─C and Co ─C 3 N 4 systems. Combined experimental and theoretical studies show that Co PHI promotes strong nitrate adsorption, facilitates water dissociation to supply protons, and stabilizes key intermediates, collectively enabling efficient and selective nitrate‐to‐ammonia conversion.
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
Jadon完成签到,获得积分10
2秒前
楠楠完成签到,获得积分10
3秒前
拼搏念蕾完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
热心的易烟完成签到 ,获得积分10
4秒前
明亮思远发布了新的文献求助10
4秒前
宸昶完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
龙少在612发布了新的文献求助10
5秒前
柒玉染完成签到,获得积分10
5秒前
地黄饮子完成签到,获得积分10
5秒前
JamesPei应助灵巧的大开采纳,获得10
6秒前
王抗抗完成签到,获得积分10
7秒前
优雅绮波完成签到 ,获得积分10
8秒前
李呆发布了新的文献求助10
8秒前
董炳垚发布了新的文献求助10
9秒前
SciGPT应助小羊羊采纳,获得10
9秒前
郭枫完成签到,获得积分10
9秒前
甜甜盐完成签到 ,获得积分10
10秒前
单纯的静竹完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
杜科研完成签到,获得积分10
12秒前
跳跃靖完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
学术蝗虫完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
ZBY完成签到,获得积分10
17秒前
zzzzzzhang完成签到,获得积分20
17秒前
能干的鹤发布了新的文献求助30
17秒前
董炳垚完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
成羊发布了新的文献求助30
18秒前
zhou1015完成签到,获得积分20
18秒前
xty发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
Pan完成签到,获得积分10
20秒前
花花发布了新的文献求助20
20秒前
李健的小迷弟应助LUCKY采纳,获得30
20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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Child and Adolescent Psychology 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
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 7418576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9022341
关于积分的说明 19218862
捐赠科研通 7049089
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3234625
关于科研通互助平台的介绍 2397613
邀请新用户注册赠送积分活动 2216733