调节电化学酸盐降解性能,在合金纳米结构上控制非传统阶段铜的分布

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:

• 电化学酸盐还原反应 (NO₃RR) 为酸盐去除和氨合成提供了一个可持续的途径.
• 电催化剂晶相对NO₃RR产品选择性的影响还没有得到充分研究.

研究的目的:

• 调查晶相工程对NO₃RR的铜基电催化剂的影响.
• 开发用于选择性酸盐转换的新型纳米结构.

主要方法:

• 在六角密封 (hcp) IrNi模板上,非传统的2H铜 (Cu) 的表轴生长.
• 合成具有不同晶相的IrNiCu@Cu纳米结构.
• 电化学表征和理论计算.

主要成果:

• 在 -0.1 V 和 RHE 之间,IrNiCu@Cu-20 (2H Cu 阶段) 实现了 86% 的氨法拉达效率和高产率.
• 铁@Cu-30和铁@Cu-50 (hcp Cu外) 对化物 (NO₂^-) (>60% FE) 具有很高的选择性.
• 理论计算证实了NO₃RR在IrNiCu@Cu-20上的最佳电子结构和低能耗障碍.

结论:

• 电催化剂的晶相工程是一种可行的策略,可以控制NO₃RR中的产品分布.
• 2H Cu阶段在生产氨方面表现出卓越的性能,而hcp Cu则有利于化物形成.
• 在IrNiCu@Cu-20上丰富的低协调Cu位点增强了电活性和中间转换.