Computational study of transition metal single-atom catalysts supported on nitrogenated carbon nanotubes for electrocatalytic nitrogen reduction

过电位 碳纳米管 催化作用 过渡金属 材料科学 氧化还原 纳米技术 化学工程 无机化学 化学 物理化学 电极 电化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Yanyang Qin,Yan Li,Wenshan Zhao,Shenghua Chen,Tiantian Wu,Yaqiong Su
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:16 (1): 325-333 被引量:28
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4803-7
摘要

Developing efficient and stable catalysts for the electrocatalytic N2 reduction reaction (NRR) shows promise in nitrogen fixation. Here, we proposed active and stable single-atom catalysts (SACs) toward NRR, where transition metals are anchored on nitrogenated carbon nanotubes (NCNTs). Among the screened nine common transition metals (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Mo, Ru, Rh, and Ag) on (4, 4) NCNTs, we found Mo-NCNT possesses the most excellent NRR catalytic activity and selectivity with a low overpotential of 0.29 V. Then, the NRR performance of Mo-NCNT was further engineered by controlling the nanotube diameter, where the lowest overpotential is 0.18 V at a diameter of 9.6 Å. In addition, we found a linear scaling relation between *NNH and *NH2 on the studied catalysts with the exception of (2, 2) and (3, 3) Mo-NCNTs, owing to their extremely unstable structures. We attribute the outstanding NRR performance of Mo-NCNT to the moderate adsorption of N2 due to the slightly low d-band center of Mo, and the charge donating and accepting capacity of NCNTs. This work has provided a deeper insight into designing high-efficiency and stable NRR SACs supported by NCNTs.
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
1秒前
1秒前
CC完成签到,获得积分10
2秒前
忧郁雅寒发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
天天快乐应助CQUzc采纳,获得10
4秒前
Nosevaya完成签到 ,获得积分10
4秒前
nn11发布了新的文献求助10
5秒前
Gallop完成签到,获得积分10
6秒前
溯溯完成签到 ,获得积分0
6秒前
7秒前
CQUzc完成签到,获得积分10
8秒前
单凝发布了新的文献求助10
8秒前
nxy发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
科研通AI6.2应助沉默采纳,获得10
10秒前
cherleen发布了新的文献求助30
10秒前
木木完成签到,获得积分10
11秒前
wrinklehui发布了新的文献求助10
11秒前
Sthwrong完成签到,获得积分10
11秒前
安德鲁应助CC采纳,获得40
11秒前
温暖曼云完成签到,获得积分10
12秒前
核桃发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
nn11完成签到,获得积分20
13秒前
11117777发布了新的文献求助10
13秒前
封典完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
亦无星完成签到,获得积分20
15秒前
nxy完成签到,获得积分10
15秒前
CX330发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
耿G发布了新的文献求助20
16秒前
我ppp发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
MchemG应助英俊小蚂蚁采纳,获得10
19秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 7251374
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873928
关于积分的说明 18730169
捐赠科研通 6931147
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199392
关于科研通互助平台的介绍 2374325
邀请新用户注册赠送积分活动 2174032