三核ニッケルチオラート複合体を用いて窒素をアンモニアに電気触媒的に還元する
Arkaprabha Das1, Sudip Barman1, Abhishek Dey1
1School of Chemical Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science, 2A & 2B, Raja SC Mullick Road, Jadavpur, Kolkata-700032, India.
新しい三核ニッケル複合体は,環境条件下で窒素 (N2) をアンモニア (NH3) に選択的に還元し,高収量を達成します.
科学分野:
- 無機化学
- 電気化学
- カタリシス
背景:
- 窒素 (N2) をアンモニア (NH3) に還元することは,重要な,しかし挑戦的な化学変換です.
- 電気触媒は ハーバー・ボッシュのプロセスに 持続可能な代替手段を 提供しています
- 環境条件下では選択的にN2をNH3に還元する触媒はほとんどない.
研究 の 目的:
- N2電還元のための新しい三核ニッケル複合体を合成し,特徴づけること.
- N2からNH3への変換のための複合体の触媒活性と選択性を調査する.
- 関連複合体との性能を比較する
主な方法:
- 大量のチオラートリガンドとボート状の空洞を特徴とする三核のNi複合体の合成と特徴付け.
- 陽子の源としてフェノルを用いたアセトニトリルで合成された複合体を用いて,N2の電気化学的還元.
- 還元産物とファラダイの効率の分析
主要な成果:
- 三核のNi複合体は,N2からNH3への6e−/6H+還元を選択的に電解する.
- -2.3V対Fc+/0でNH3の生産で80%以上の高ファラダイク率を達成した.
- 同様の複合体によるN2H4への4e−/4H+還元とは対照的に,NH3への選択的還元が実証された.
結論:
- 開発されたNi複合体は,N2をNH3に還元するための非常に効率的で選択的な電気触媒である.
- 大量のチオラートリガンドとボート状の穴は,高い選択性を達成するために不可欠です.
- この研究は,持続可能なアンモニア合成技術の開発を進めています.
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