Heterogeneous metal trimer catalysts on Mo2TiC2O2 MXene for highly active N2 conversion to NH3

三聚体 催化作用 密度泛函理论 电负性 金属 化学 价(化学) 空位缺陷 MXenes公司 电子转移 化学物理 氧化还原 计算化学 价电子 光化学 电子 无机化学 有机化学 结晶学 二聚体 物理 量子力学 生物化学
作者
Peng-Fei Shu,Xiaosi Qi,Qiong Peng,Yanli Chen,Xiu Gong,Yue Zhang,Fangping Ouyang,Zhimei Sun
出处
期刊:Molecular Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:539: 113036-113036 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.mcat.2023.113036
摘要

Activating the inert basal plane of functional-group-terminated MXenes is highly desirable for non-noble metal MXenes applied for the N2 reduction reaction (NRR) to value-added ammonia (NH3), but remains a significant challenge. Herein, we report the coupled interactions and catalytic mechanism of the supported trimeric metal M3 single-cluster catalysts (SCCs) on oxygen-vacancy-rich Mo2TiC2O2 (VO−Mo2TiC2O2) MXene materials for catalyzing this difficult reaction via spin-polarized density functional theory (DFT) calculations. Energy and electronic property analysis showed that the robust structural stability of the M3/VO−Mo2TiC2O2 catalysts stemmed from the vacancy defects, electronegativity difference, and significant charge redistribution. Based on the unique bidirectional electron transfer activation mechanism, the N2 adsorption strength can be well represented by a simple descriptor of the valence electrons in the d orbitals of M3 trimers. Remarkably, these confined Rh3, Ru3, Ni3 and Co3 SCCs on VO−Mo2TiC2O2 were capable of providing superior electrocatalytic activity and selectivity toward the NRR with ultra-low limiting potentials of −0.23, −0.32, −0.42 and −0.44 V, respectively. Finally, a mechanistic investigation illustrated that the valence electrons, charge transfer, and d-band center of the M3 active sites could collectively act as good descriptors to correlate the structure and NRR activity.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Andrew完成签到,获得积分10
3秒前
songyongjie发布了新的文献求助10
3秒前
6秒前
9秒前
10秒前
不会失忆完成签到,获得积分10
10秒前
angelacici发布了新的文献求助10
13秒前
17秒前
李健的小迷弟应助芒果味采纳,获得10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
22秒前
叮当房顶完成签到 ,获得积分20
22秒前
morena应助wei采纳,获得10
22秒前
26秒前
可爱的函函应助zhunyun采纳,获得10
27秒前
long发布了新的文献求助10
27秒前
廿廿发布了新的文献求助200
27秒前
LZQ完成签到 ,获得积分10
29秒前
他们叫我小伟完成签到 ,获得积分10
30秒前
cxy3311完成签到,获得积分10
31秒前
醉清风完成签到 ,获得积分10
31秒前
自信谷冬完成签到,获得积分10
33秒前
pluto应助Kizuna采纳,获得10
36秒前
犹豫的箴完成签到 ,获得积分10
36秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
Ying完成签到 ,获得积分10
41秒前
42秒前
43秒前
落后的听双完成签到 ,获得积分10
43秒前
扣脚盟完成签到 ,获得积分10
44秒前
白金之星完成签到 ,获得积分10
49秒前
51秒前
背后雨柏完成签到 ,获得积分10
51秒前
null应助李某某采纳,获得10
53秒前
秋风今是完成签到 ,获得积分10
53秒前
54秒前
54秒前
上善若水完成签到 ,获得积分10
58秒前
杨桃完成签到,获得积分10
58秒前
小巧的牛排完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry 1000
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Introducing Sociology Using the Stuff of Everyday Life 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 380
Teacher Written Commentary in Second Language Writing Classrooms 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4257824
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3790551
关于积分的说明 11891869
捐赠科研通 3439151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1887334
邀请新用户注册赠送积分活动 938442
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 843974