همکاری دو سایت باعث افزایش کاهش الکتروشیمیایی نیتروژن در کاتالیست تک اتمی Ru-SC می شود

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > همکاری دو سایت باعث افزایش کاهش الکتروشیمیایی نیتروژن در کاتالیزور تک اتمی Ru-SC می شود.

با استفاده از طیف‌سنجی رامان درجا و اثر جنبشی دینامیکی، محققان به‌طور تجربی اثر مثبت مکانیسم دو مکان Ru/S را بر روی eNRR روی یک کاتالیزور تک اتمی مدل Ru-SC تأیید کردند. اعتبار
مجله چینی کاتالیز

چکیده:
آمونیاک (NH3) یک کود و ماده شیمیایی مهم برای جامعه بشری است، با این حال، تولید آن توسط فرآیند سنتی هابر-بوش انرژی سوخت فسیلی قابل‌توجهی را مصرف می‌کند و انتشار دی اکسید کربن انبوهی را تولید می‌کند. با انرژی تجدیدپذیر، کاهش الکتروکاتالیستی نیتروژن (N2) به NH3 در شرایط سازگار با محیط زیست و ملایم راه حلی بسیار جذاب برای خنثی بودن کربن ارائه می دهد. با وجود پیشرفت قابل توجه اخیر، واکنش کاهش نیتروژن الکتروکاتالیستی (eNRR) هنوز از گزینش پذیری و فعالیت محدود رنج می برد. این به دلیل پایداری فوق العاده پیوند سه گانه N≡N است. تلاش‌های تئوری و تجربی نشان داده‌اند که الکتروکاتالیست‌ها همیشه با چالش مهمی برای فعال کردن موثر N2 و انجام اولین پروتوناسیون N2 برای تشکیل NNH* در مرحله تعیین نرخ (RDS) روبرو هستند.

همکاری دو سایت باعث افزایش کاهش الکتروشیمیایی نیتروژن در کاتالیزور تک اتمی Ru-SC می شود.

دالیان، چین | ارسال شده در 6 ژانویه 2023

یک استراتژی برای شکستن محدودیت فوق در eNRR، درگیر کردن مکان‌های چند واکنشی در واکنش‌های کاتالیزوری است، درست مانند مکان‌های فعال کاتالیزوری در متالوآنزیم‌های با استعداد. به عنوان مثال، در نیتروژناز آهن، اتم S مجاور مرکز آهن به عنوان یک مکان کاتالیزوری مشترک برای اتصال پروتون ها (H*) عمل می کند، که به صورت الکترواستاتیکی مولکول N2 جذب شده توسط مرکز آهن را به حالت بهینه فعال می کند و H* را برای هیدروژناسیون N2 چنین همکاری نزدیک بین مرکز فلز و اتم های هماهنگ کننده آن، نیتروژناز را قادر می سازد تا به فعالیت و گزینش پذیری فوق العاده بالایی دست یابد. بنابراین، می توان انتظار داشت که کار هم افزایی چندین سایت کاتالیزوری روی سطح کاتالیزور می تواند به طور قابل توجهی فعالیت و انتخاب eNRR را افزایش دهد.

اخیراً، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور تائو لینگ از دانشگاه تیانجین، چین، پیشنهاد کردند که یک کار هم افزایی در مکان‌های چند واکنشی برای غلبه بر محدودیت تولید پایدار NH3 انجام دهند. در اینجا، با استفاده از کاتالیزور روتنیم-گوگرد-کربن (Ru-SC) به عنوان یک نمونه اولیه، محققان نشان می دهند که سایت دوگانه Ru/S برای کاتالیز کردن eNRR در شرایط محیطی همکاری می کند. با ترکیب محاسبات نظری، طیف‌سنجی رامان درجا و مشاهدات تجربی، محققان نشان می‌دهند که چنین همکاری‌های Ru/S در مکان دوگانه تا حد زیادی فعال‌سازی و اولین پروتوناسیون N2 را در مرحله تعیین نرخ eNRR تسهیل می‌کند. در نتیجه، کاتالیزور Ru-SC عملکرد eNRR را در مقایسه با کاتالیزور معمولی Ru-NC از طریق یک مکانیسم کاتالیزوری تک سایتی به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. می توان پیش بینی کرد که مکانیسم کاتالیزوری مشترک دو سایت که به طور خاص طراحی شده است، راه جدیدی را برای ارائه فرصت های جدید برای پیشبرد تولید پایدار NH3 باز خواهد کرد.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
طرفدار او
موسسه فیزیک شیمی دالیان، آکادمی علوم چین
دفتر: 86-411-843-79240

حق چاپ © موسسه فیزیک شیمی دالیان، آکادمی علوم چین

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک: