Highly Efficient Electroenzymatic Cascade Reduction Reaction For The Conversion of Nitrite to Ammonia

法拉第效率 催化作用 电化学 材料科学 亚硝酸盐 生物结合 无机化学 化学 组合化学 电极 纳米技术 有机化学 物理化学 硝酸盐
作者
Xuefang Zhu,Xing Fan,Haiping Lin,Shu-Ni Li,Quan‐Guo Zhai,Yu‐Cheng Jiang,Yu Chen
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (20) 被引量:61
标识
DOI:10.1002/aenm.202300669
摘要

Abstract The electrochemical nitrite reduction reaction provides an alternative approach to offer sustainable ammonia source routes for repairing imbalances in the global nitrogen cycle. In this work, electrocatalysis is combined with enzymatic catalysis to provide an efficient and clean process for recoverable ammonia production. NO 2 − is reduced to NH 3 by electroenzymatic cascade reduction reaction on a bioconjugate, in which 1‐butyl‐3‐methylimidazolium bromide (IL BMB ) modified chloroperoxidase (CPO) is fixed on polyethyleneimine (PEI) modified multi‐walled carbon nanotubes (MWCNT) to from bioconjugate (CPO‐IL BMB /MWCNT‐PEI). 15 N and 14 N isotope labeling reveal that the NH 3 species is derived from NO 2 − reduction. Density functional theory calculations identify that the Fe II species in heme center of CPO serve as the key active site for NO 2 − reduction. The amino groups derived from MWCNT‐PEI not only serve as a bridge to covalently immobilize CPO but also enrich the NO 2 − ion at electrode/solution interface through electrostatic interactions. The low energy barrier of NO 2 − reduction and low adsorption free energy of the intermediate result in high Faradaic efficiency (96.4%), NH 3 yield (112.7 mg h −1 mg CPO −1 ), and high selectivity in pH 5.0 solution. The highly efficient electroenzymatic reaction ensurespromising applications in the conversion of NO 2 − to NH 3 .
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
秋白完成签到,获得积分10
刚刚
桐桐应助华琪采纳,获得10
1秒前
天天快乐应助CZLhaust采纳,获得10
1秒前
ZYY发布了新的文献求助10
1秒前
HIuoio应助ccc采纳,获得10
1秒前
jiang发布了新的文献求助20
1秒前
高高小蚂蚁关注了科研通微信公众号
1秒前
执明发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
田一发布了新的文献求助10
3秒前
zz发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
满意的海白完成签到 ,获得积分10
4秒前
归一发布了新的文献求助20
4秒前
丶惑完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
Lu完成签到,获得积分10
5秒前
南湘完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
一叶扁舟发布了新的文献求助10
7秒前
小蘑菇应助豆子采纳,获得10
7秒前
企鹅pp完成签到,获得积分10
7秒前
CodeCraft应助现代的芹采纳,获得10
7秒前
7秒前
梅雨发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
暖冬22完成签到,获得积分10
7秒前
昏睡的蟠桃应助小雨采纳,获得200
7秒前
CZLhaust完成签到,获得积分10
8秒前
典雅易蓉完成签到,获得积分10
8秒前
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
Nine new races of Peronospora manshurica found on soybeans in the Midwest 1000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Eudora Welty and Modern Media 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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7773498
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9315529
关于积分的说明 20346052
捐赠科研通 7359190
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317194
关于科研通互助平台的介绍 2465801
邀请新用户注册赠送积分活动 2332311