Сотрудничество двух центров ускоряет электрохимическое восстановление азота на одноатомном катализаторе Ru-SC

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Сотрудничество на двух площадках ускоряет электрохимическое восстановление азота на одноатомном катализаторе Ru-SC

Используя рамановскую спектроскопию in situ и динамический кинетический эффект, исследователи экспериментально подтвердили положительный эффект двухцентрового механизма Ru/S на eNRR по сравнению с модельным одноатомным катализатором Ru-SC. КРЕДИТ
Китайский журнал катализа

Абстрактные:
Аммиак (NH3) является существенным важным удобрением и химическим веществом для человеческого общества, однако его производство с помощью традиционного процесса Габера-Боша потребляет значительное количество энергии из ископаемого топлива и приводит к огромным выбросам углекислого газа. Электрокаталитическое восстановление азота (N2) до NH3 с использованием возобновляемых источников энергии в экологически чистых и мягких условиях обеспечивает очень привлекательное решение для достижения углеродной нейтральности. Несмотря на недавний значительный прогресс, электрокаталитическая реакция восстановления азота (eNRR) все еще страдает от ограниченной селективности и активности. Это связано со сверхстабильностью тройной связи N≡N. Теоретические и экспериментальные усилия показали, что электрокатализаторы всегда сталкиваются со значительными трудностями, связанными с эффективной активацией N2 и выполнением первого протонирования N2 с образованием NNH* на стадии определения скорости (RDS).

Сотрудничество на двух площадках ускоряет электрохимическое восстановление азота на одноатомном катализаторе Ru-SC

Далянь, Китай | Опубликовано 6 января 2023 г.

Одной из стратегий преодоления вышеуказанного ограничения eNRR является вовлечение в каталитические реакции мультиреакционных центров, точно так же, как каталитически активные центры в талантливых металлоферментах. Например, в Fe-нитрогеназе атом S, соседний с Fe-центром, функционирует как сокаталитический центр для связывания протонов (H*), который электростатически активирует молекулу N2, адсорбированную Fe-центром, до оптимального состояния и обеспечивает H* для гидрирование N2. Такое тесное взаимодействие между металлическим центром и его координационными атомами позволяет нитрогеназе достигать сверхвысокой активности и селективности. Следовательно, можно ожидать, что синергетическая работа нескольких каталитических центров на поверхности катализатора может значительно повысить активность и селективность eNRR.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Тао Линга из Тяньцзиньского университета, Китай, предложила реализовать синергетическую работу многореакционных площадок для преодоления ограничений устойчивого производства NH3. Здесь, используя катализатор рутений-сера-углерод (Ru-SC) в качестве прототипа, исследователи показывают, что двойной сайт Ru/S взаимодействует для катализа eNRR в условиях окружающей среды. Комбинируя теоретические расчеты, рамановскую спектроскопию in situ и экспериментальные наблюдения, исследователи демонстрируют, что такое сотрудничество двух центров Ru/S значительно облегчает активацию и первое протонирование N2 на определяющей скорость стадии eNRR. В результате катализатор Ru-SC демонстрирует значительно улучшенные характеристики eNRR по сравнению с обычным катализатором Ru-NC за счет каталитического механизма с одним центром. Можно ожидать, что специально разработанный совместный каталитический механизм на двух площадках откроет новый способ предложить новые возможности для развития устойчивого производства NH3.

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Фан Хе
Даляньский институт химической физики Китайской академии наук
Офис: 86-411-843-79240

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: