河南师范大学Adv. Funct. Mater.:Ni0.25Cu0.5Sn0.25纳米金属玻璃电催化硝酸根还原制氨

文摘   2024-10-07 21:15   江苏  


责编 明  秋

校对 筱  萍

审发 祁  

图片来源:非晶中国大数据库

电催化硝酸根还原制氨(NRA)是缓解能源危机和水污染的一种有潜力途径。由于BEP关系限制,目前NRA催化剂面临着难以同时优化起初始吸附和产物脱附过程以进一步提高总反应活性的挑战。相对于结晶合金,具有远程无序和近程有序原子排列的非晶态金属玻璃具有密度低、低配位丰富、活性位密度高、元素组分范围广、耐腐蚀性能好等特点,因此利用金属玻璃的结构优势构建能够同时调控多个基本步骤的协同催化位点是一种很有前景的途径。

来自河南师范大学的高书燕团队等采用新的两步焦耳加热方法制备了分散在碳纤维上的Ni0.25Cu0.5Sn0.25纳米金属玻璃,以同时优化初始吸附和产物脱附过程。Ni0.25Cu0.5Sn0.25纳米金属玻璃具有更强的振荡表面电位和更宽的吸附能分布,为强、中、弱吸附位点的多位点协同效应提供了坚实的基础,该项工作为定量研究表面电位振荡特性的多位点协同效应提供了重要见解。相关研究成果以“Ni0.25Cu0.5Sn0.25 Nanometallic Glasses As Highly Efficient Catalyst for Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia”为题在Advanced Functional Materials上发表。

研究人员发展两步焦耳热法新策略,利用慢速升温步骤充分还原金属前驱体并抑制气体喷出导致的剥离效应,提升金属载量。利用超短快速升温步骤将热量聚焦于催化剂,促进断电后热量快速扩散和非晶态金属玻璃的形成;提出用于定量描述催化剂表面电势振荡性的经验性公式,表面电势振荡性与活性位点吸附能分布联系紧密,有望为从实验上评估多位点协同催化提供新工具和新指标;利用金属玻璃长程无序结构优势构建多主元混溶合金,扩展微区催化剂吸附能分布范围,为多步质子耦合电子转移过程构建多位点协同催化。本研究为高活性NRA催化剂的设计和理解提供了新的思路。

文章来源于电合成与电催化。

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