电化学硝酸盐还原反应(NO3RR)是传统Haber–Bosch氨合成工艺的一种替代方法,该工艺是一个复杂的质子耦合电子转移过程。在此,华东理工大学Li Chunzhong、Zhu Yihua、Shen Jianhua制备了用于构建Cu/a-CeOx异质结构的无定形CeOx载体,以提供足够的*H并协同催化NO3RR。
本文要点:
1) Cu/a-CeOx的最大氨产量为1.52 mmol h−1 mgcat−1。在液流池中,NH3产量在1 A cm−2时达到17.93 mmol h−1 mgcat−1。作者通过原位X射线衍射(XRD)和原位拉曼发现,催化剂在操作条件下发生结构重构,从而证实Cu2O不是催化过程中真正的活性中心。
2) 此外,原位表征和密度泛函理论(DFT)计算表明,Cu/a-CeOx中的无定形CeOx调节了Cu的电子结构,克服了水在Cu上分解所需的高势垒,这极大促进了水解过程,并为NO3-的氢化提供了更高的氢覆盖率,从而实现活性氢生产和消耗之间的动态平衡。
Yufeng Li et.al Enhancement of Nitrate-to-Ammonia on Amorphous CeOx-Modified Cu via Tuning of Active Hydrogen Supply Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303863
https://doi.org/10.1002/aenm.202303863