Співпраця на подвійних майданчиках підвищує електрохімічне зменшення азоту на одноатомному каталізаторі Ru-SC

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > Співпраця на подвійних майданчиках посилює електрохімічне відновлення азоту на одноатомному каталізаторі Ru-SC

Використовуючи спектроскопію комбінаційного розсіювання in situ та динамічний кінетичний ефект, дослідники експериментально підтвердили позитивний ефект механізму подвійного розташування Ru/S на eNRR на модельному одноатомному каталізаторі Ru-SC. КРЕДИТ
Китайський журнал каталізу

Анотація:
Аміак (NH3) є суттєво важливим добривом і хімічною речовиною для людського суспільства, однак його виробництво традиційним процесом Габера-Боша споживає значну кількість викопного палива та призводить до величезних викидів вуглекислого газу. Завдяки відновлюваній енергії електрокаталітичне відновлення азоту (N2) до NH3 в екологічно чистих і м’яких умовах забезпечує дуже привабливе рішення для досягнення вуглецевої нейтральності. Незважаючи на недавній значний прогрес, електрокаталітична реакція відновлення азоту (eNRR) все ще страждає від обмеженої селективності та активності. Це пояснюється надстабільністю потрійного зв’язку N≡N. Теоретичні та експериментальні зусилля продемонстрували, що електрокаталізатори завжди стикаються зі значною проблемою щодо ефективної активації N2 і здійснення першого протонування N2 з утворенням NNH* на етапі визначення швидкості (RDS).

Співпраця на подвійних майданчиках сприяє електрохімічному відновленню азоту на одноатомному каталізаторі Ru-SC

Далянь, Китай | Опубліковано 6 січня 2023 р

Одна зі стратегій подолання вищевказаного обмеження eNRR полягає в тому, щоб залучити багатореакційні сайти в каталітичні реакції, як і каталітично активні центри в талановитих металоферментах. Наприклад, у нітрогеназі Fe атом S, який знаходиться поруч із центром Fe, функціонує як кокаталітичний центр для зв’язування протонів (H*), який електростатично активує молекулу N2, адсорбовану центром Fe, до оптимального стану та забезпечує H* для гідрування N2. Така тісна взаємодія між металевим центром і його координаційними атомами дозволяє досягти нітрогенази надвисокої активності та селективності. Таким чином, можна очікувати, що синергетична робота кількох каталітичних центрів на поверхні каталізатора може значно підвищити активність і селективність eNRR.

Нещодавно дослідницька група під керівництвом професора Тао Лінга з Університету Тяньцзінь, Китай, запропонувала реалізувати синергетичну роботу сайтів кількох реакцій, щоб подолати обмеження сталого виробництва NH3. Тут, використовуючи каталізатор рутеній-сірка-вуглець (Ru-SC) як прототип, дослідники показують, що подвійний сайт Ru/S співпрацює, щоб каталізувати eNRR в умовах навколишнього середовища. За допомогою поєднання теоретичних розрахунків, спектроскопії комбінаційного розсіювання in situ та експериментальних спостережень дослідники демонструють, що така взаємодія подвійних сайтів Ru/S значно полегшує активацію та перше протонування N2 на етапі визначення швидкості eNRR. У результаті каталізатор Ru-SC демонструє значно покращені показники eNRR порівняно зі звичайним каталізатором Ru-NC завдяки каталітичному механізму з одним сайтом. Можна передбачити, що спеціально розроблений спільний каталітичний механізм із подвійним сайтом відкриє новий шлях для надання нових можливостей для просування сталого виробництва NH3.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Фанат Хе
Далянський інститут хімічної фізики Китайської академії наук
Кабінет: 86-411-843-79240

Авторське право © Далянський інститут хімічної фізики Китайської академії наук

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: