Laser‐Programmed Spatial Relay Catalysis on Co─Ag Dual Heterojunctions for Efficient Nitrate‐to‐Ammonia Conversion via Migratory *NO 2 Shuttling

催化作用 异质结 可逆氢电极 法拉第效率 材料科学 继电器 电化学 电催化剂 化学物理 反应中间体 多相催化 化学 密度泛函理论 纳米技术 化学工程 吸附 光催化 再分配(选举) 反应机理 光化学 分解水 无机化学 电极 光电子学
作者
Jing Geng,Yuping Wu,Sihan Ji
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (48): e202515393-e202515393 被引量:8
标识
DOI:10.1002/anie.202515393
摘要

Abstract Electrocatalytic nitrate (NO 3 − ) reduction to ammonia (NH 3 ) represents a sustainable strategy for wastewater treatment and green NH 3 production; however, its efficiency is limited by sluggish reaction kinetics and the competing hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we propose a laser‐programmed spatial relay catalysis strategy mediated by migratory *NO 2 intermediate on Co─Ag dual heterojunctions. Site‐selective laser irradiation of Ag‐predeposited Co foil generates spatially segregated interfaces, where hexagonal close‐packed (hcp)‐Co/face‐centered cubic (fcc)‐Co heterojunctions facilitate thermodynamically favorable NO 3 − deoxygenation, and Ag/hcp‐Co interfaces promote kinetically enhanced NO 2 − protonation. Operando spectroscopic analysis, combined with electrochemical differential mass spectrometry (DEMS), confirms the migratory relay mechanism involving *NO 2 transport between catalytic sites. Density functional theory (DFT) calculations show that interfacial charge redistribution enables distinct catalytic functions at interface sites. The phase‐transformation‐formed hcp‐Co/fcc‐Co heterojunctions enhance NO 3 − adsorption and reduce deoxygenation barriers, whereas Ag/hcp‐Co interfaces suppress HER and promote *NO hydrogenation by lowering the rate‐determining *NO→*NOH barrier to 0.25 eV via Fermi‐level d‐band engineering. This collaborative spatial design reaches 94.8% ± 3.4% Faradaic efficiency (FE) for NH 3 in nitrate‐to‐ammonia electroreduction at −0.4 V (versus RHE), with 92.5% activity retention over 50 cycles. It highlights the promise of interface‐driven relay catalysis in complex electrochemical systems and enables scalable electrode fabrication.
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
刚刚
酱豆豆完成签到 ,获得积分10
1秒前
米小宇发布了新的文献求助10
2秒前
lyk2815发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
吴奕璇发布了新的文献求助10
3秒前
潇潇雨歇完成签到,获得积分10
4秒前
微笑成威发布了新的文献求助10
5秒前
小嘎完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
RS高昊发布了新的文献求助10
7秒前
lizishu应助潇潇雨歇采纳,获得10
7秒前
molihuakai应助丹布里采纳,获得10
7秒前
古鲁蒂发布了新的文献求助10
8秒前
Owen应助漫山采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.2应助一er采纳,获得30
9秒前
11秒前
霸气小土豆完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
cdercder应助mwwbhu采纳,获得10
11秒前
13秒前
优美的冰巧完成签到 ,获得积分10
13秒前
咕咕发布了新的文献求助10
13秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
15秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
昏睡的帆布鞋完成签到 ,获得积分10
15秒前
瓦片制度发布了新的文献求助10
15秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得200
15秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
可可应助科研通管家采纳,获得20
16秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
高越完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
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 7131733
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8781620
关于积分的说明 18564112
捐赠科研通 6714962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3152308
关于科研通互助平台的介绍 2276559
邀请新用户注册赠送积分活动 2126682