The enhanced electro/photocatalytic activity for nitric oxide reduction to ammonia by B@g-C9N10 monolayer

单层 催化作用 材料科学 溶剂化 光催化 选择性 氧化物 光化学 化学 组合化学 无机化学 分子 纳米技术 有机化学
作者
Min Wang,Yuhong Huang,Haiping Lin,Haili Zhao,Fang Ma,Jianmin Zhang,Xiumei Wei
出处
期刊:Materials Chemistry and Physics [Elsevier]
卷期号:315: 128914-128914
标识
DOI:10.1016/j.matchemphys.2024.128914
摘要

Selective electro/photocatalytic reduction of nitride oxide (NO) to ammonia (NH3) provides a promising way to remove the pollutant under ambient conditions. The key to NO reduction reaction (NORR) is to develop more economical and efficient electrocatalysts compared to the industrialized Pt-based catalysts. In this work, the boron atom doping g-C9N10 monolayer (B@g-C9N10) is designed and the electro/photocatalytic NORR performance is systematically investigated by means of density functional theory (DFT). Among the N-end, O-end and side-on structures, the N-end NO adsorption is found to be the most stable one, which greatly favors the NO activation by the “σ-donation and π* back-donation” mechanism. Among the N-distal, N-alternating, O-distal, O-alternating, Mixed 1–3 hydrogenation pathways in the electrocatalytic process, the O-alternating and Mixed-2 pathways are the most efficient NORR routes, which have the same limiting potential (UL) of −0.386 V in the step of *NH2→*NH3. However, the NO molecule is more easily activated in *N–OH along O-alternating pathway than Mixed-2 pathway. The energy barrier can be further decreased by considering the implicit and explicit solvation model and the NH3 selectivity of B@g-C9N10 is higher than N2O, N2 and H2. The irradiating energy of 1.094 eV can decrease the reaction energy, resulting in the spontaneous NORR process along Mixed-2 pathway. Our findings uncover a promising approach to design a bifunctional NORR electro/photocatalyst with high NH3 selectivity and activity NO→NH3 conversion.

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
欢喜方盒完成签到,获得积分10
1秒前
达达完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
嘎嘎短靴完成签到 ,获得积分10
3秒前
jane应助linan采纳,获得10
3秒前
小二郎应助Starvotary采纳,获得10
4秒前
霸气棉花糖完成签到 ,获得积分20
5秒前
饱满的书萱完成签到,获得积分10
5秒前
哭泣的访枫完成签到,获得积分20
5秒前
Orange应助ooqqoo采纳,获得10
5秒前
扁扁xx发布了新的文献求助30
7秒前
Wil1997完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
7秒前
LZS完成签到,获得积分10
8秒前
科研小白发布了新的文献求助10
8秒前
CQMZY_2025完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
zjl发布了新的文献求助10
10秒前
裴依菲完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
寒江雪发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
kay完成签到,获得积分10
11秒前
温柔夜玉完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
桐桐应助幸运兔采纳,获得10
12秒前
钟梓袄发布了新的文献求助10
13秒前
奋青完成签到 ,获得积分10
13秒前
老师来了发布了新的文献求助10
13秒前
金金周完成签到,获得积分10
14秒前
iNk应助鲤鱼er采纳,获得20
14秒前
小蘑菇应助YJ888采纳,获得10
15秒前
善学以致用应助xiao采纳,获得10
16秒前
YUFEI完成签到,获得积分10
16秒前
BowieHuang应助xbf采纳,获得10
16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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
从k到英国情人 1700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5775976
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5627280
关于积分的说明 15440657
捐赠科研通 4908271
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2641135
邀请新用户注册赠送积分活动 1588932
关于科研通互助平台的介绍 1543784