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科学家研制新室温固氮电催化剂

  科学家研制新室温固氮电催化剂。日前,宁夏大学教授罗民课题组首次通过两步法(碳化和氧化热处理工艺)调控纳米复合电催化剂材料,研制出具有新颖核壳结构的高效室温固氮电催化剂。相关论文在线发表于《美国化学会—应用材料与界面》。

  在能源危机和环境问题日益凸显的全球背景下,绿色环保、低能耗的合成氨方法具有重要意义。近年来,电化学固氮(NRR)逐渐成为一种研究广泛的合成氨新路径。

  研究人员通过碳化和氧化热处理工艺技术调控,制备出基于金属有机框架的纳米复合电催化剂材料,进而研制出具有新颖核壳结构的Co3O4@NC用于常温电化学固氮的高效电催化剂。

  研究发现,该新型复合催化剂在0.05摩尔/升的硫酸电解液中,氨产率和法拉第效率高达42.58 μg/h/mg和8.49%,优于目前已有报道的绝大多数NRR电催化剂。此外,由于氮气被约束在壳内更有利于进行高频碰撞并增加NRR中间产物的浓度,能够进一步提高电催化性能。

  该研究不仅开发了新型、高效的电催化剂,也为在电催化固氮领域探索更多廉价、绿色的非贵金属催化剂提供了新思路。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acsami.9b07100

来源:中国科学报 李晨阳 欧云
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