在C-Co3O4中内置的电场诱导工作功能的减少,以实现高效的电化学缩
Shuyuan Li1, Rui Zhao1, Xinyue Chi1
1State Key Lab of Organic-Inorganic Composites, Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, People's Republic of China.
The journal of physical chemistry letters
|September 26, 2023
概括
与碳原子配合氧化物 (Co3O4) 产生强大的内置电场,显著提高其电化学转化 (N2) 到氨 (NH3) 的性能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 氧化物 (Co3O4) 对电化学 (N2) 转化为氨 (NH3) 具有很高的选择性.
- Co3O4 的高工作功能 (WF) 限制了其催化活性.
研究的目的:
- 为了提高Co3O4的电催化性能,以减少N2.
- 通过引入强大的内置电场 (BIEF) 来降低Co3O4的工作功能 (WF).
主要方法:
- 用碳原子合Co3O4,形成了C-Co3O4.
- 使用凯尔文探针力显微镜 (KPFM),泽塔电位和紫外线光电子谱 (UPS) 来描述BIEF和WF.
- 使用现场拉曼光谱和密度函数理论 (DFT) 计算来研究反应机制.
主要成果:
- 与纯Co3O4相比,C-Co3O4的NH3产量是纯Co3O4的2.2倍 (38.5μg h-1 mgcat-1).
- 对于NH3生产的法拉第效率 (FE) 提升了1.9倍 (15.1%),C-Co3O4在-0.3V与RHE相比.
- 鉴定技术证实了C-Co3O4.4中BIEF和减少WF的形成.
结论:
- 通过化C原子构建BIEF有效地降低了Co3O4的WF,增强了其用于减少N2的电催化活性.
- 该研究提供了BIEF和WF对N2电还原的影响机制的见解.
- 这项工作为设计先进的降解催化剂提供了有价值的策略.
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