Enhancing the electrocatalytic performance of nitrate reduction to ammonia by in-situ nitrogen leaching

浸出(土壤学) 硝酸盐 原位 催化作用 化学 氮气 吸附 无机化学 电化学 选择性催化还原 X射线吸收光谱法 氨生产 选择性 环境科学 吸收光谱法 土壤科学 电极 有机化学 土壤水分 物理 物理化学 量子力学
作者
Mimi Fu,Yini Mao,Hua Wang,Wei Luo,Yimin Jiang,Wei Shen,Ming Li,Rongxing He
出处
期刊:Chinese Chemical Letters [Elsevier BV]
卷期号:35 (2): 108341-108341 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.cclet.2023.108341
摘要

Electrochemical nitrate reduction reaction (NITRR) is regarded as a “two birds-one stone” method for the treatment of nitrate contaminant in polluted water and the synthesis of valuable ammonia, which is retarded by the lack of highly reactive and selective electrocatalysts. Herein, for the first time, nickel foam supported Co4N was designed as a high-performance NITRR catalyst by an in-situ nonmetal leaching-induced strategy. At the optimal potential, the Co4N/NF catalyst achieves ultra-high Faraday efficiency and NH3 selectivity of 95.4% and 99.4%, respectively. Ex situ X-ray absorption spectroscopy (XAS), together with other experiments powerfully reveal that the nitrogen vacancies produced by nitrogen leaching are stable and play a key role in boosting nitrate reduction to ammonia. Theoretical calculations confirm that Co4N with abundant nitrogen vacancies can optimize the adsorption energies of NO3- and intermediates, lower the free energy (ΔG) of the potential-determining step (*NH3 to NH3) and inhibit the formation of N-containing byproducts. In addition, we also conclude that the nitrogen vacancies can stabilize the adsorbed hydrogen, making H2 quite difficult to produce, and lowering ΔG from *NO to *NOH, which facilitates the selective reduction of nitrate. This study reveals significant insights about the in-situ nonmetal leaching to enhance the NITRR activity.
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
1秒前
3秒前
Criminology34举报asia求助涉嫌违规
3秒前
3秒前
wanghao发布了新的文献求助10
4秒前
mseahy发布了新的文献求助10
4秒前
小小爻发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
张777粒粒完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
LuxuryLuo发布了新的文献求助30
9秒前
10秒前
10秒前
潇洒的惋清应助zzzz采纳,获得10
10秒前
11秒前
K先生发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
任娜发布了新的文献求助10
13秒前
今天不跑WB完成签到 ,获得积分10
13秒前
涵忆完成签到,获得积分10
13秒前
FashionBoy应助明远采纳,获得10
13秒前
K神发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
科研通AI6.4应助zcx采纳,获得10
15秒前
15秒前
SDASDS发布了新的文献求助10
16秒前
桐桐应助姬文博采纳,获得10
17秒前
科研通AI6.2应助mseahy采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
跳跃的奇迹完成签到,获得积分10
18秒前
单纯的雁芙完成签到,获得积分10
19秒前
李爱国应助任娜采纳,获得10
20秒前
麻瓜发布了新的文献求助10
20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
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 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 7351940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963403
关于积分的说明 19041724
捐赠科研通 7001157
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221458
关于科研通互助平台的介绍 2385864
邀请新用户注册赠送积分活动 2201884