氨合成催化剂有哪几种:电化学合成氨催化剂研究获进展

针对这一难题,研究人员选择金属有机框架(ZIF-8)为基体,通过在反应前驱体中加入钌基化合物,调控钌在金属有机框架中的存在形式。研究人员发现,当加入的钌基化合物较少时,可以得到高度分散的氮配位钌单原子催化剂(Ru SAs/N-C)。而增加钌基化合物的投入量后,钌将以小颗粒形式分散于金属有机框架中(Ru NPs/N-C)。随后,研究人员将这两种催化剂应用于氮气电化学还原反应中,发现Ru SAs/N-C催化剂在相对标准氢电极-0.2V的电压下,可以高效电催化还原氮气合成氨,产氨速率高达120.9 μgNH3mg-1cat.h-1,产氨速率是Ru NPs/N-C的1.98倍。实验和理论计算研究进一步揭示出氮配位钌单原子催化剂的高效催化性能主要来源于单原子催化剂对氮气分子的高效解离。该项研究工作不仅开辟了单原子催化剂在电化学合成氨反应中的新途径,而且进一步推进了电化学方法合成氨在实际应用中的可能。

该项研究得到了中科院前沿科学重点研究项目、科技部、国家自然科学基金委、安徽省重点研究与开发计划等的资助。

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电化学合成氨催化剂研究获进展

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