多维Ni@TiN/CNT异构与并联催化用于高效的电化学化物降解为氨
Zhijie Cui1, Pengwei Zhao2, Honghai Wang1
1School of Chemical Engineering and Technology, National-Local Joint Engineering Laboratory for Energy Conservation in Chemical Process Integration and Resources Utilization, Hebei University of Technology, Tianjin, 300130, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|March 25, 2025
概括
一种新型的催化剂,Ni@TiN/CNT,通过电化学还原有效地将化物转化为氨. 这种耐用材料表现出卓越的性能和稳定性,提供可持续的氨合成途径.
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:
- 电化学化物还原反应 (NO2RR) 是氨 (NH3) 合成的一个有希望的可持续途径.
- 开发高效和稳定的NO2RR催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 设计和合成一种用于增强NO2RR的新型异构催化剂.
- 研究新材料的催化机制和稳定性.
主要方法:
- 在MXene衍生的TiN (Ni@TiN/CNT) 上制造碳纳米管 (CNT) 封装的Ni纳米粒子 (NP),使用盐蚀刻和化学蒸汽沉积.
- 电化学表征包括氨产率和法拉第效率测量.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明催化机制.
主要成果:
- Ni@TiN/CNT 在 -0.7 V 和 RHE 之间实现了高的 NH3 产率 (15.6 mg h-1 mgcat.-1) 和法拉第效率 (95.6%) .
- 催化剂表现出异常的循环稳定性,60个循环后性能几乎没有减弱.
- 使用Ni@TiN/CNT作为阴极的Zn-酸盐电池表现出高功率密度 (9.6 mW cm-2) 和NH3合成性能.
结论:
- Ni@TiN/CNT催化剂有效地利用一个双重机制,TiN激活酸盐,Ni提供.
- 通过防止活性部位降解,CNT结构增强了催化剂的稳定性.
- 这项工作提出了一项新的策略,用于开发持久高效的NO2RR电催化剂与协同活动站点.


