北航水江澜团队ACSNano:用于氮气和二氧化碳还原的稀土单原子催化剂–材料牛

(b)Y1/NC的YK边缘XANES光谱和(c)k2加权傅里叶变换EXAFS光谱。

(d)Y1/NC、Y2O3、Y箔的小波变换分析。白色虚线表示最大强度位置。

(a)A型(左)和B型(右)碳缺陷的优化结构。

(b)计算出的Y单原子的活性位点结构和相应的吸附能。

(c)使用(9)Y-B-N3模型在Y1/NC的R空间中拟合FT-EXAFS。拟合极限为3.6,如虚线所示。灰色、粉红色和红色的球体分别代表C、N和Y元素。

(a)在N2或Ar饱和的0.1MHCl电解质中,Y2O3、Sc2O3(顶部)和Y1/NC,Sc1/NC(底部)的LSV曲线。

(b,c)Y1/NC和Sc1/NC上不同电位的NH3产量。

(d)Y1/NC在-0.1Vvs.RHE2小时反应产物的紫外可见吸收光谱。插图显示了相应的NH4+产量。

(e)Y1/NC和Sc1/NC上NH4+的法拉第效率。

(f)在-0.1Vvs.RHE的NRR稳定性测试(底部),以及在稳定性测试前后Y1/NC和Sc1/NC的-0.1VNH3产量和相应的FE(顶部)。

(a)Y1/NC(顶部)和Sc1/NC(底部)催化NRR的反应过程示意图。红色、蓝色、粉红色、白色和灰色的球分别代表Y、Sc、N、H和C原子。

(b)在Y1/NC和Sc1/NC上最优NRR过程的自由能图。*表示吸附位点。

(a)在CO2或Ar饱和的0.5MKHCO3电解质中,Y2O3、Sc2O3和Y1/NC,Sc1/NC的LSV曲线。

(b)不同电位的CO和H2产量的法拉第效率。

(c)CO(柱状图)和H2(线+符号)部分电流密度。

(d)在-0.68V(vs.RHE)下12小时内的计时电流测试。插图显示了稳定性测试前后的LSV曲线。

【小结】

总之,作者在氮掺杂碳基底上成功合成了稀土单原子催化剂,结合实验表征和DFT计算分析了金属单原子位点的结构。不同于一般的M-N4结构,Y和Sc倾向于在较大尺寸碳缺陷中通过6个化学键进行配位。虽然Y和Sc化合物(如氧化物纳米颗粒)不具备室温电催化性能,但Y和ScSACs对NRR和CRR展现出良好的催化活性。DFT计算表明NRR反应中间体在稀土单原子位点上具有合适的吸附和活化,这解释了测量到的高NRR活性。研究结果表明,金属单原子化是一种很有前途的电催化剂制备方法,可以产生新的催化功能。同时,这一发现也促进了稀土催化剂在室温电化学反应中的应用。

THE END
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4.北航水江澜教授《Nat.Nanotechnol.》:室温储氢材料取得重大突破鉴于此,北京航空航天大学水江澜教授团队通过氢氟酸不完全蚀刻Mxene开发了一种高容量的室温储氢材料---块状Ti2CTx (T为官能团)。该材料在室温和相对安全的60 bar压力下储存8.8 wt%的氢气,几乎是已报道的相同压力下的最高储氢能力的两倍!即使在大气环境下(25℃,1 bar),块状Ti2CTx仍然能够保留约4wt%的氢气。值得http://m.xincailiao.com/news/app_detail.aspx?id=585368&ptype=1
5.水江澜水江澜 北京航空航天大学, 教授 加为联系人 2 项目 84 成果 学科分类 电化学 光化学与电化学工程 工作经历 北京航空航天大学 材料科学与工程学院, 教授 代表成果 Nickel-foam-supported reticular CoO-Li2O composite anode materials for lithium ion batteries. Yu, Yan; Shui, Jiang-Lan; Chen, Chunhttp://m.scholarmate.com/PM/yYbAJv
6.材料北航水江澜Catalysis提高Fe–N–CFeN4位点利用率实现高性能第一作者北航材料学院万鑫博士生,刘晓芳副教授;通讯作者北航材料学院水江澜教授,华中科技大学材料学院徐鸣教授。 【图文导读】 图 1、催化剂的制备和形貌表征。 a.凹面 Fendash;Nndash;C 单原子催化剂的制备流程;b-e.凹面/平面催化的形貌及孔隙对比。 要点解读以 ZIF-8 为原料,凹面 Fendash;Nndash;C 单原子https://m.mayiwenku.com/p-39082406.html
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