Adv Mater:Bi-Co电化学还原硝酸盐100 %选择性制备NH3
纳米技术 纳米 2023-09-22

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改善室温常压电催化还原硝酸盐反应的氨选择性,是电催化还原硝酸盐制备氨技术发展和工业化应用的关键。但是,电催化还原硝酸盐反应包括多个质子电子转移步骤,以及中间体物种的脱附,中间体物种难以充分利用等问题,因此电催化还原硝酸盐反应难以实现较高的NH3选择性。

有鉴于此,清华大学席靖宇、昆明理工大学赵宗彦、深圳职业技术大学Lihong Yu等报道在催化剂的底部电化学沉积Bi,从而控制Co的电化学沉积位点,得到的Co+Bi@Cu NW催化剂具有Bi-Co通廊结构(corridor structure)。

主要内容

(1)

在过电势为-0.6 V vs RHE进行电催化还原浓度为50 mM NO3-,Co+Bi@Cu NW的法拉第效率达到~100 % (99.51 %),氨的产量达到1858.2 μg h-1 cm-2,并且电催化的重现性较好。

(2)

通过原位反射吸收成像表征观测NO2-在催化剂表面的浓度,通过电化学原位Raman光谱验证NO3还原反应的中间体,从而验证NO2-被Bi-Co通廊结构捕获。原位Raman光谱验证*NOH和*NH中间体,说明反应路径为NOH。

这种Bi沉积调节Co电化学沉积位点的方法非常简单,能够作为一种改善NH3选择性的方法。

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参考文献

Rundong Zhao, Qiuyu Yan, Lihong Yu, Tian Yan, Xuya Zhu, Zongyan Zhao, Le Liu, Jingyu Xi, A Bi-Co Corridor Construction Effectively Improving The Selectivity of Electrocatalytic Nitrate Reduction Towards Ammonia by Nearly 100%, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202306633

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202306633

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