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    天津大学,重磅JACS!
    来源: 时间:2024-04-16 11:01:32 浏览:939次

    第一作者:Meng Jinying、Cheng Chuanqi

    通讯作者:王雨婷副教授、于一夫教授、张兵教授

    通讯单位:天津大学

    DOI: 10.1021/jacs.4c00898.



    研究背景



    一氧化氮(NO)作为主要的空气污染物,在大气中的积累严重破坏了生态环境。尽管传统的选择性催化还原技术可以有效转化NO为无害的N2,但依赖于消耗NH3或H2,具有能源密集和碳排放问题。因此,以较低断裂能将NO电还原为氨的方法,不仅有助于环境治理,还促进了污染物修复与农业化学品合成的双赢局面。然而,电催化NO还原反应(NORR)面临着溶解度差和排气中NO浓度低的挑战,这限制了其在实际应用中的效率。设计具有增强传质和活化能力的电催化剂成为关键,其中Cu基材料展现出潜在的有效性。基于此,兵教授团队制备了在铜纳米线阵列(记为Cu@Cu/C NWA)上生长的多孔碳支撑的超细铜簇,用于低浓度NORR,为环境修复和化学品合成开辟新途径。



    文章要点



    1、材料创新:设计了一种独特的自支撑Cu@Cu/C NWAs催化剂,专门用于解决低浓度NO在传质和活化过程中的困难。这种催化剂在特定条件下展现出高法拉第效率和氨产率,显著优于同类产品,为低浓度NO的高效转化提供了新的思路。

    2、理论创新:揭示了多孔碳载体与超细Cu簇在催化剂中的协同作用机制。多孔碳载体优化了NO气体的迁移路径,降低了迁移能垒,提高了NO在催化剂表面的覆盖率。同时,多孔碳负载的超细Cu簇增强了NO的吸附,并通过有益的MSI效应增加了氢亲和力,从而促进了NO的加氢反应。该机制为设计高效电催化剂提供了新的策略。



    图文展示



    图1. NORR催化剂的设计原理

    2.电催化剂合成和表征低浓度

    3. NORR的电催化性能

    4.模拟NO扩散路径对应NO迁移能量屏障NO-TPD分布

    5.理论计算

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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