AFM:一石二鸟!Ni3N/Co3N异质结用于高效催化甘油氧化耦合析氢 2023年10月6日 上午12:31 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 9 电化学水分解被认为是可持续生产绿色氢气的有效途径。然而,由于阳极析氧半反应(OER)设计复杂的质子转移步骤,导致OER具有缓慢的动力学,这严重降低了电催化水分解效率。甘油电氧化(GOR)作为一种典型的亲核氧化反应,被认为是辅助阴极析氢反应的一种有效的OER替代反应。然而,目前仍缺乏用于将甘油转化为有价值产品的高性能、低成本的非贵金属电催化剂,这限制了甘油氧化辅助析氢技术的发展和大规模应用。 基于此,中国科学技术大学章根强课题制备了一种双相过渡金属氮化物电极,即在泡沫Ni上原位生长的Ni3N/Co3N异质结纳米线(Ni3N/Co3N-NWs),它可以作为一种有效的双功能电催化剂用于电催化HER和GOR。 实验结果表明,在1.0 M KOH溶液中,在所制备的Ni3N/Co3N-NWs催化剂在10 mA cm−2电流密度下的HER过电位仅为69 mV;在0.1 M甘油+1.0 M KOH溶液中,对于GOR,Ni3N/Co3N-NWs仅需要1.26和1.34 V的低电位就能达到50和200 mA cm−2,并且在1.35 V下甘油氧化为甲酸盐的法拉第效率可达94.6%。 此外,利用Ni3N/Co3N-NWs组装的流动池仅需2.01 V的电压就能产生1 Acm−2的工业级电流密度,以及对甲酸盐和H2的产率分别达到11和21.4 mmol cm−2 h−1。 原位拉曼光谱和原位SR-FTIR揭示了GOR过程在Ni3N/Co3N异质界面上的综合机制和主要的甘油转化途径。 此外,密度泛函理论(DFT)计算证明了在Ni3N/Co3N上构建的异质界面具有调节电子分布和加速甘油脱氢动力学的能力,以及对HER具有更有利的*H吸附/解吸能垒,从而有助于提高双功能电催化性能。综上,这项研究不仅实现了高性能电催化与生物质氧化为增值产品的有机结合,而且对亲核氧化反应的实际大规模应用具有一定的推动作用。 Biphasic Transition Metal Nitride Electrode Promotes Nucleophile Oxidation Reaction for Practicable Hybrid Water Electrocatalysis. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202300547 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/06/b41cf9776f/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 神仙打架!他,回国三年,三鼓作气,战胜韩国科学家!1篇Nature+2篇Nature Energy! 2023年10月15日 再联手!应化所明军研究员/汉阳大学Yang-Kook Sun/兰大张俊丽再发AM,还是电解液! 2023年10月23日 福州大学ACS Catalysis:构建0D/1D MAPbBr3/COF异质结,实现LED驱动高效S-S耦合反应 2023年12月3日 乔世璋教授,最新AEM综述! 2024年4月27日 华南理工AEM:高效耐用的异质界面助力电化学CO2还原 2022年9月30日 麦立强/许絮/孙丛立AEM:促进硫的双向氧化还原,实现2800次循环锂硫电池! 2023年10月4日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交