שיתוף פעולה בין אתרים כפול מגביר את הפחתת החנקן האלקטרוכימי ב-Ru-S-C קטליזטור חד-אטום

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > שיתוף פעולה בין אתרים כפול מגביר הפחתת חנקן אלקטרוכימי בזרז Ru-SC חד-אטום

באמצעות שימוש בספקטרוסקופיה ראמאן במקום ובאפקט קינטי דינמי, החוקרים אישרו בניסוי את ההשפעה החיובית של מנגנון Ru/S דו-אתר על eNRR על פני זרז דגם Ru-SC חד-אטום. אַשׁרַאי
כתב העת הסיני לקטליזה

תקציר:
אמוניה (NH3) היא דשן וכימיקל משמעותי עבור החברה האנושית, אולם ייצורו בתהליך המסורתי של הבר-בוש צורך אנרגיית דלק מאובנים משמעותית ומייצר פליטת פחמן דו חמצני מסיבית. מופעל על ידי אנרגיה מתחדשת, הפחתה אלקטרוקטליטית של חנקן (N2) ל-NH3 בתנאים ידידותיים לסביבה ומתונים מספקת פתרון אטרקטיבי ביותר לניטרליות פחמן. למרות התקדמות משמעותית לאחרונה, תגובת הפחתת חנקן אלקטרוקטליטית (eNRR) עדיין סובלת מסלקטיביות ופעילות מוגבלת. זה נובע מיציבות העל של קשר משולש N≡N. מאמצים תיאורטיים וניסיוניים הוכיחו שהזרזים האלקטרוניים תמיד עומדים בפני אתגר משמעותי להפעיל ביעילות את N2 ולהשיג את הפרוטונציה הראשונה של N2 ליצירת NNH* בשלב קביעת הקצב (RDS).

שיתוף פעולה בין אתרים כפול מגביר את הפחתת החנקן האלקטרוכימי בזרז Ru-SC חד-אטום

דאליאן, סין | פורסם ב-6 בינואר, 2023

אסטרטגיה אחת לשבור את המגבלה שלעיל של eNRR היא לערב אתרים מרובים בתגובות קטליטיות, בדיוק כמו האתרים הפעילים קטליטית במטלואנזימים מוכשרים. לדוגמה, בניטרוגנאז Fe, אטום S הסמוך למרכז Fe מתפקד כאתר קו-קטליטי לקשירת פרוטונים (H*), אשר מפעיל אלקטרוסטטית את מולקולת N2 הנספגת על ידי מרכז Fe למצב האופטימלי ומספק H* עבור הידרוגנציה של N2. שיתוף פעולה הדוק כל כך בין מרכז המתכת ואטומי התיאום שלו מאפשר לניטרוגנאז להשיג פעילות וסלקטיביות גבוהה במיוחד. לכן, אפשר לצפות שהעבודה הסינרגטית של אתרים קטליטיים מרובים על פני הזרז יכולה לשפר משמעותית את הפעילות והסלקטיביות של eNRR.

לאחרונה, צוות מחקר בראשות פרופ' טאו לינג מאוניברסיטת טיאנג'ין, סין, הציע לממש עבודה סינרגטית של אתרי ריבוי תגובות כדי להתגבר על המגבלה של ייצור NH3 בר קיימא. כאן, באמצעות זרז רותניום-גופרית-פחמן (Ru-SC) כאב טיפוס, החוקרים מראים שהאתר הכפול של Ru/S משתף פעולה כדי לזרז eNRR בתנאי סביבה. עם השילוב של חישובים תיאורטיים, ספקטרוסקופיה ראמאן במקום ותצפית ניסויית, החוקרים מדגימים ששיתוף פעולה מסוג Ru/S דו-אתר כזה מקל מאוד על ההפעלה והפרוטונציה הראשונה של N2 בשלב קביעת הקצב של eNRR. כתוצאה מכך, זרז Ru-SC מציג ביצועי eNRR משופרים משמעותית בהשוואה לזרז Ru-NC השגרתי באמצעות מנגנון קטליטי של אתר יחיד. ניתן לצפות כי המנגנון הקטליטי השיתופי הדו-אתר שתוכנן במיוחד יפתח דרך חדשה להציע הזדמנויות חדשות לקידום ייצור NH3 בר-קיימא.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
אוהד הוא
מכון דאליאן לפיזיקה כימית, מדעי האקדמיה הסינית
משרד: 86-411-843-79240

זכויות יוצרים © מכון דאליאן לפיזיקה כימית, מדעי האקדמיה הסינית

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: