Cu-N3单原子催化剂

不饱和配位增效

低配位Cu-N3位点与高曲率碳载体协同作用，打破传统4N饱和配位局限，提升硝酸盐电还原制氨性能。

Wang, Yan · Wenchang, Zhang · Weidong, Wen · 遇鑫遥 · 杜袁鑫 · 倪堃 · 朱彦武 · 朱满洲

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

法拉第效率

89.64 %

NH3产率

30.09 mg mgcat-1 h-1

技术优势

不饱和配位更活泼

低配位Cu-N3位点与高曲率碳载体协同促进反应动力学并降低决速步能垒。

产率和效率双高

法拉第效率89.64%，NH3产率30.09 mg mgcat-1 h-1，优于多数已报道催化剂。

明确反应路径

通过原位表征和理论计算确认NO*-HNO*-H2NO*-H2NOH*路径，有利于理性设计。

应用场景

• 单原子催化：用不饱和Cu-N3位点提升催化活性和选择性，替代传统4N饱和配位。
• 氨合成：将硝酸盐电还原为氨，提供绿色合成路径，替代高能耗Haber-Bosch工艺。
• 电催化：提高硝酸盐电还原反应的法拉第效率和产率，用于高效电催化转化。
• 碳纳米管基催化：利用高曲率多孔碳纳米管载体促进反应动力学，协同不饱和位点增效。