Charge transfer and vacancy engineering of Fe2O3 nanoparticle catalysts for highly selective N2 reduction towards NH3 synthesis

聚吡咯 催化作用 纳米颗粒 纳米结构 硫黄 化学工程 涂层 纳米技术 材料科学 氧化还原 氧化物 密度泛函理论 化学 选择性 无机化学 电化学 有机化学 电极 计算化学 物理化学 工程类
作者
Fuhao Jin,Hanqing Yin,Ru Feng,Wei Niu,Wanting Zhang,Jingquan Liu,Aijun Du,Wenrong Yang,Zhen Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:647: 354-363 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.05.108
摘要

The development of electrocatalysts for N2 reduction reaction (NRR) is significant for scalable and renewable NH3 synthesis, but calls for a technology innovation to overcome the specific problems of low efficiency and poor selectivity. Herein, we prepare a core–shell nanostructure by coating polypyrrole (PPy) onto sulfur-doped iron oxide nanoparticles (denoted as S-Fe2O3@PPy) as the highly selective and durable electrocatalysts for NRR under ambient conditions. Sulfur doping and PPy coating remarkably improve the charge transfer efficiency of S-Fe2O3@PPy, and the interactions between PPy and Fe2O3 nanoparticles produce abundant oxygen vacancies as active sites for NRR. This catalyst achieves an NH3 production rate of 22.1 μg h−1 mgcat−1 and a very-high Faradic efficiency of 24.6%, surpassing other Fe2O3 based NRR catalysts. Density functional theory calculations show that the S-coordinated iron site can successfully activate the N2 molecule and optimize the energy barrier during the reduction process, resulting in a small theoretical limiting potential.
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
蓝胖子完成签到 ,获得积分10
2秒前
美少女壮壮完成签到 ,获得积分10
4秒前
zhongjr_hz完成签到,获得积分10
10秒前
希望天下0贩的0应助小花采纳,获得10
14秒前
泡泡茶壶o完成签到 ,获得积分10
17秒前
Xu_W卜完成签到,获得积分10
18秒前
xczhu完成签到,获得积分10
18秒前
晨珂完成签到,获得积分10
22秒前
兴钬完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
26秒前
小花发布了新的文献求助10
30秒前
波波完成签到 ,获得积分10
32秒前
你好完成签到,获得积分10
34秒前
bopbopbaby完成签到 ,获得积分10
34秒前
大方的火龙果完成签到 ,获得积分10
34秒前
传奇3应助小花采纳,获得10
36秒前
。。完成签到 ,获得积分10
39秒前
marc107完成签到,获得积分10
42秒前
nannan完成签到 ,获得积分10
43秒前
科研韭菜完成签到 ,获得积分10
47秒前
靓丽衫完成签到 ,获得积分10
49秒前
拾壹完成签到,获得积分10
51秒前
郑雅柔完成签到 ,获得积分0
51秒前
茹茹完成签到 ,获得积分10
52秒前
注水萝卜完成签到 ,获得积分10
53秒前
研时友完成签到,获得积分10
54秒前
张西西完成签到 ,获得积分10
1分钟前
务实完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吴旭东完成签到,获得积分10
1分钟前
nyg1234完成签到,获得积分10
1分钟前
来了来了完成签到 ,获得积分10
1分钟前
眼睛大樱桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
倾落完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
小花完成签到,获得积分20
1分钟前
赘婿应助ZBB采纳,获得10
1分钟前
她的城完成签到,获得积分0
1分钟前
陈炫铭应助小花采纳,获得10
1分钟前
科研完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Computational Atomic Physics for Kilonova Ejecta and Astrophysical Plasmas 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3782730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3328104
关于积分的说明 10234493
捐赠科研通 3043130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670450
邀请新用户注册赠送积分活动 799702
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758994