Boosting Electrochemical Nitrate Reduction at Low Concentrations Through Simultaneous Electronic States Regulation and Proton Provision

吸附 电化学 硝酸盐 离解(化学) 水溶液 材料科学 电子转移 无机化学 化学 光化学 电极 有机化学 物理化学
作者
Wenlin Zhang,Yuzhuo Zhou,Yong Li Zhu,Yabo Guo,Bo Zhang,Lu‐Hua Zhang,Fei Li,Fengshou Yu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (43): e2404792-e2404792 被引量:36
标识
DOI:10.1002/smll.202404792
摘要

Abstract Electrochemically converting nitrate (NO 3 − ) into ammonia (NH 3 ) has emerged as an alternative strategy for NH 3 production and effluent treatment. Nevertheless, the electroreduction of dilute NO 3 − is still challenging due to the competitive adsorption between various aqueous species and NO 3 − , and unfavorable water dissociation providing * H. Herein, a new tandem strategy is proposed to boost the electrochemical nitrate reduction reaction (NO 3 RR) performance of Cu nanoparticles supported on single Fe atoms dispersed N‐doped carbon (Cu@Fe 1 ‐NC) at dilute NO 3 − concentrations (≤100 ppm NO 3 − ‐N). The optimized Cu@Fe 1 ‐NC presents a FE NH3 of 97.7% at −0.4 V versus RHE, and a significant NH 3 yield of 1953.9 mmol h −1 g Cu −1 at 100 ppm NO 3 − ‐N, a record‐high activity for dilute NO 3 RR. The metal/carbon heterojunctions in Cu@Fe 1 ‐NC enable a spontaneous electron transfer from Cu to carbon substrate, resulting in electron‐deficient Cu. As a result, the electron‐deficient Cu facilitates the adsorption of NO 3 − compared with the pristine Cu. The adjacent atomic Fe sites efficiently promote water dissociation, providing abundant * H for the hydrogenation of * NO x e at Cu sites. The synergistic effects between Cu and single Fe atom sites simultaneously decrease the energy barrier for NO 3 − adsorption and hydrogenation, thereby enhancing the overall activity of NO 3 − reduction.
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
gzp完成签到,获得积分10
刚刚
369ninja发布了新的文献求助10
2秒前
怀抱2781完成签到,获得积分10
6秒前
左丘映易完成签到,获得积分0
9秒前
酷炫绮琴完成签到,获得积分10
13秒前
boboo发布了新的文献求助10
13秒前
16秒前
碳水大王发布了新的文献求助10
18秒前
Sweety_完成签到 ,获得积分10
19秒前
欣慰果汁发布了新的文献求助10
20秒前
CY完成签到,获得积分0
21秒前
YY完成签到 ,获得积分10
23秒前
hsrlbc完成签到,获得积分0
28秒前
corleeang完成签到 ,获得积分10
37秒前
yy完成签到,获得积分10
39秒前
南风完成签到 ,获得积分10
39秒前
欣慰果汁完成签到,获得积分10
41秒前
记忆过去完成签到 ,获得积分10
46秒前
无情幻巧完成签到,获得积分10
48秒前
舟舟完成签到 ,获得积分10
48秒前
daikai完成签到 ,获得积分10
49秒前
马佳闯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
活泼惜蕊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
喵喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
king完成签到 ,获得积分10
1分钟前
binu完成签到,获得积分10
1分钟前
任性冥王星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
尊敬的千凡完成签到,获得积分10
1分钟前
海中有月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
飘逸小博完成签到,获得积分10
1分钟前
不安溪灵完成签到,获得积分10
1分钟前
我不是哪吒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
西瓜皮先生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
布鲁彬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小天小天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
fsy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Perrylin718完成签到,获得积分10
1分钟前
默默的香菇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8108810
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516611
关于积分的说明 21503574
捐赠科研通 7685494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411013
关于科研通互助平台的介绍 2538302
邀请新用户注册赠送积分活动 2450932