Spatially Matched C–N Coupling within Carbon Defect Confined Interlayer Fe Clusters for Efficient Urea Electrosynthesis

材料科学 催化作用 离解(化学) 傅里叶变换红外光谱 碳纤维 纳米反应器 化学工程 密度泛函理论 空位缺陷 化学物理 尿素 吸附 石墨 无机化学 联轴节(管道) 拉曼光谱 热解 光谱学 纳米技术 红外光谱学
作者
Qilong Wu,Liyun Wu,Yun Han,Haiyuan Zou,Xiaozhi Su,Yongheng Chu,Hao Deng,Sirui Tang,Xiaokang Wang,Dongdong Zhang,Fangfang Zhu,Jia Yi,Shaohua Shen,Aijun Du,Chen Chen,Shuangyin Wang,Xiangdong Yao,Jun Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (5): e14503-e14503 被引量:7
标识
DOI:10.1002/adma.202514503
摘要

Abstract Tailoring spatially matched multi‐site structure to simultaneously coordinate CO 2 and NO 3 − activation and coupling remains a significant challenge for urea electrosynthesis. Herein, interlayer Fe atomic clusters is constructed (Fe acs ) in expanded 2H‐graphitic carbon via a carbon defect‐confinement strategy, where spatially matched Fe acs between graphite layers act as ideal nanoreactors for cooperative C─N coupling. These interlayer Fe acs are achieved by kinetically modulating cascade reactions (FeO x reduction, H 2 /CO 2 ‐mediated carbon etching, and vacancy trapping) during pyrolysis under H 2 /Ar atmosphere with low flow rates. As a result, the interlayer Fe acs catalyst exhibits a high urea Faradaic efficiency of 39.80% and a normalized production rate of 3643.65 m m h −1 gFe −1 , which is 7.98‐ and 9.88‐fold higher than control samples (Fe particles without interlayer structure). In‐situ fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and density functional theory (DFT) calculations further reveal that the spatial matched interlayer Fe acs structure promotes the adsorption of *CO intermediate and lowers energy barriers for the dehydration of NH 2 OH, while carbon defects favor water dissociation kinetics, accelerating subsequent hydrogenation steps and promoting C─N coupling within the interlayer Fe acs . This work provides a paradigm for designing catalysts with spatial matched active sites for sustainable urea synthesis.
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
刚刚
sky完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
传奇3应助zzzzz采纳,获得10
刚刚
小鲨鱼完成签到,获得积分10
1秒前
vigour发布了新的文献求助10
1秒前
简单以旋发布了新的文献求助10
1秒前
今后应助姜磊宇采纳,获得10
1秒前
1秒前
molihuakai应助失眠衣采纳,获得10
3秒前
学木完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
年把月拥有完成签到,获得积分10
3秒前
Owen应助gilderf采纳,获得10
3秒前
所所应助gilderf采纳,获得10
3秒前
丘比特应助满意新之采纳,获得10
4秒前
小希发布了新的文献求助10
4秒前
今天吃啥菜完成签到,获得积分10
4秒前
有有发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
傻傻的保温杯完成签到,获得积分10
5秒前
接锦鲤完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小蘑菇应助南宇采纳,获得10
6秒前
6秒前
Hello应助心澄宇静采纳,获得10
7秒前
7秒前
星辰大海应助张111采纳,获得10
7秒前
tt完成签到,获得积分10
7秒前
lcmsh08发布了新的文献求助10
8秒前
微醺小王完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
华仔应助lh0907采纳,获得10
8秒前
fyq发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
无心的亦玉完成签到,获得积分10
9秒前
悦耳妙旋发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6861719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8565122
关于积分的说明 18213419
捐赠科研通 6228330
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3047806
关于科研通互助平台的介绍 2048184
邀请新用户注册赠送积分活动 2025412