Co单原子电催化剂

高效硝酸盐还原制氨

通过静电纺丝碳纳米纤维限域策略，将Co纳米粒子原位转化为单原子，形成稳定的Co-C3O1配位结构，在硝酸盐还原反应中展现出高产氨速率和高法拉第效率。

朱罕 · 康琦

Nanoscale 2024

参数信息

NH3 产率

0.79 mmol h-1 cm-2

法拉第效率

91.3 %

决速步骤能垒

0.45 eV

技术优势

转化一步到位

Co 纳米粒子在高温下直接转化为单原子，并由周围碳锚定，无需多步处理或复杂前驱体。

抑制析氢副反应

催化剂对析氢反应（HER）有强抑制能力，从而显著促进 NH3 选择性和活性。

反应能垒低

决速步骤 *NO → *NOH 的能垒仅为 0.45 eV，反应更容易进行。

应用场景

• 单原子催化剂：实现 Co 纳米粒子到单原子的直接转化，获得高活性位点。
• 硝酸盐还原：高效还原硝酸盐为氨，处理含硝酸盐废水并回收氮源。
• 电催化合成氨：电化学合成氨，替代高能耗的 Haber-Bosch 工艺。
• 碳基催化材料：碳纳米纤维作为单原子载体，提供稳定配位和导电网络。