Angew：揭示亲氧性 Cr4+ 在 Cr-Cu2O 中对硝酸根电还原为氨的双重作用！
文摘
2024-10-14 20:17
中国香港
基于氧化亚铜 (Cu2O) 的催化剂在电化学硝酸盐 (NO3-) 还原为氨 (eNO3RA) 方面表现出良好的活性，但 Cu+ 物种的电化学不稳定性可能导致不令人满意的耐久性，阻碍了结构-性能关系的探索。1. 在此，作者提出了一种有效的策略来稳定 Cu+，即通过将 Cr4+ 掺入 Cu2O 基质中构建 Cr4+-O-Cu+ 网络结构。2. 原位和准原位表征表明，通过强的 Cr4+-O-Cu+ 相互作用抑制晶格氧的浸出，Cu+ 物种得到了很好的维持。重要的是，Cr4+-O-Cu+ 原位生成的 Cr3+-O-Cu+ 被确定为 eNO3RA 的双活性位点，其中 Cu+ 位点负责激活含氮中间体，而辅助 Cr3+ 中心则作为快速水解离的电子-质子介质。3. 理论研究进一步表明，亚稳态 Cr3+-O-Cu+ 有利于关键 *ON 中间体的吸能加氢转化为 ONH 途径中的放能反应，并以较低的能量势垒促进随后的 NH3 解吸。法拉第效率最高为 91.6% 的 eNO3RA 还可以与阳极硫离子氧化相结合，以减少能量输入，同时实现 NH3 生成和硫回收。Kai Zhang, Bo Li, Fengchen Guo, Nigel Graham, Wenhui He, Wenzheng Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411796.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411796![]()
