亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Theoretical Insights into Superior Nitrate Reduction to Ammonia Performance of Copper Catalysts

化学 催化作用 氨生产 无机化学 铜 氨 吸附 氢 反应速率 金属 物理化学 有机化学
作者
Tao Hu,Changhong Wang,Mengting Wang,Chang Ming Li,Chunxian Guo
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:11 (23): 14417-14427 被引量:426
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c03666
摘要

Nitrate reduction to ammonia (NRA) is critical and attractive for environmental remediation and energy conservation. Copper represents one of the most promising non-noble-metal NRA electrocatalysts while its intrinsic catalytic activity of facets and pH influence remain unclear. Using density functional theory calculations, nitrate reduction to ammonia pathways are evaluated on low-index crystal surfaces, Cu(111), Cu(100), and Cu(110), at different pH. Systematic thermodynamic and kinetic analysis indicates that the pathway NO3– → *NO3 → *NO2 → *NO → *NOH → *NHOH → *NH → *NH2 → *NH3 → NH3(g) is the most probable in all pH ranges, ending a long-standing debate on NRA pathways. Both the catalytic deoxygenation and hydrogenation processes in NRA are substantially affected by pH. Thus, the rate-determining steps and overpotentials exhibit pH-dependent characteristics. Besides, it is found that the pH influences the competition between the hydrogen evolution reaction (HER) and NRA. By considering NRA and HER on different surfaces, we found that Cu(100) and Cu(111) contribute most to NRA other than Cu(110). Specifically, in near-neutral and alkaline environments, Cu(111) exhibits the best NO3– to NH3 performance, while Cu(100) is more effective in a strong acidic environment. This result rationalizes recent experimental observations. The NRA activity differences of copper surfaces are attributed to the local coordination environment and electronic states of surface atoms. Thanks to a stereospecific Cu–Cu couple, both strong *NOH adsorption and weak *NH3 adsorption are realized on Cu(111) and Cu(100), facilitating superior NRA.
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
dxxcshin发布了新的文献求助10
3秒前
危机的棒棒糖完成签到,获得积分10
7秒前
田小火完成签到,获得积分20
7秒前
dxxcshin完成签到,获得积分10
12秒前
17秒前
24秒前
28秒前
histamin完成签到,获得积分10
34秒前
缓慢的映天完成签到,获得积分10
35秒前
52秒前
YifanWang的应助被科研通管家采纳,获得10
53秒前
JamesPei的应助被科研通管家采纳,获得10
53秒前
1分钟前
痴情的不惜完成签到,获得积分10
1分钟前
勤劳的唇膏完成签到,获得积分10
1分钟前
molihuakai的应助被Yy采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
17完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研启动完成签到,获得积分10
1分钟前
高贵飞丹完成签到,获得积分10
1分钟前
研友_VZG7GZ的应助被KaiserCat采纳,获得10
1分钟前
华北临时工完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
北欧森林完成签到,获得积分10
2分钟前
魔幻梦曼完成签到,获得积分10
2分钟前
安详老鼠完成签到,获得积分10
2分钟前
123456777完成签到 ,获得积分0
2分钟前
Shu完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
刻苦的煎蛋完成签到,获得积分10
2分钟前
KaiserCat发布了新的文献求助10
2分钟前
KaiserCat完成签到,获得积分20
2分钟前
ssgg完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
JamesPei的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
YifanWang的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
欢呼奇迹完成签到,获得积分10
2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
CODESSA Version 2.13 for Windows 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
A Concise Course in Continuum Mechanics 400
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 350
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7846868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9367144
关于积分的说明 20653314
捐赠科研通 7443549
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3341941
关于科研通互助平台的介绍 2485743
邀请新用户注册赠送积分活动 2364703