Chem. Eng. J.: MOF衍生的Fe2O3@MoS2用于高效电催化EAS

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Chem. Eng. J.: MOF衍生的Fe2O3@MoS2用于高效电催化EAS
电化学合成氨(EAS)被认为是一种环保且可持续的人工N2固定方法。由于现有的催化剂活性低、选择性差，迫切需要开发经济高效的EAS电催化剂。
因此，青岛农业大学颜世海、Bingping Liu和山东科技大学田健、成均馆大学Jin Yong Lee等在温和条件下制备了固定在MoS2纳米花上的Fe2O3纳米颗粒(Fe2O3@MoS2)催化剂，其能够高效催化EAS。
Chem. Eng. J.: MOF衍生的Fe2O3@MoS2用于高效电催化EAS
Chem. Eng. J.: MOF衍生的Fe2O3@MoS2用于高效电催化EAS
电化学测量表明，在-0.6 VRHE，Fe2O3@MoS2上NH3产生速率达到了112.15 μg h-1 mgcat-1。在-0.4 VRHE时的法拉第效率(FE)为8.62%。
另外，在0.1 M Na2SO4中，Fe2O3@MoS2比单独的MoS2和Fe2O3的EAS性能好得多。长期(至少24小时)连续测试证实了Fe2O3@MoS2优异的电化学稳定性。
Chem. Eng. J.: MOF衍生的Fe2O3@MoS2用于高效电催化EAS
密度泛函理论(DFT)计算表明，与MoS2相比，Fe2O3@MoS2能够更好地激活惰性N2分子，如其更大的吸附能(-0.32 eV vs -0.10 eV)、更大的N≡N键长(1.223 Å vs 1.159 Å)、更低的能垒(0.40 eV vs 0.78 eV)和更大的从活性位点到N2分子电荷转移(1.16 e– vs 0.62 e–)。
因此，这项工作为开发使用基于MoS2的材料作为底物的高效EAS催化剂提供了新的视角。
MOF-derived Fe2O3@MoS2: An efficient electrocatalyst for ammonia synthesis under mild conditions. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.132694

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