CoSe₂纳米线阵列

硝酸盐高效还原制氨

在碳布上原位生长的CoSe₂纳米线阵列，无需粘结剂，在碱性介质中展现出优异的电催化硝酸盐还原性能，为高效合成氨提供了一种自支撑电极。

Ting, Xie · Xun, He · He, Lang · Dong, Kai · 姚永超 · Zhengwei, Cai · Xuwei, Liu · Fan, Xiaoya · Li, Tengyue · Dongdong, Zheng · Sun, Shengjun · 李露明 · Wei, Chu · Farouk, Asmaa · Hamdy, Mohamed S. · Xu, Chenggang · 孔清泉 · Xuping, Sun

Chinese Chemical Letters 2024

参数信息

NH₃法拉第效率

97.6 %

NH₃产率

517.7 µmol h⁻¹ cm⁻²

技术优势

法拉第效率达97.6%

在–0.6 V vs. RHE下，硝酸盐还原生成氨的法拉第效率高达97.6%，表明电子几乎全部用于目标反应，副反应少。

氨产率达517.7 µmol h⁻¹ cm⁻²

在相同电位下，NH₃产率达到517.7 µmol h⁻¹ cm⁻²，实现了高效氨合成，适合规模化应用。

机理经DFT计算阐释

通过密度泛函理论计算揭示了CoSe₂在硝酸盐还原中的反应机理，为催化剂设计提供理论指导。

应用场景

• 电催化硝酸盐还原制氨：高效将硝酸盐转化为氨，适用于含硝酸盐废水的资源化处理。
• 电化学合成氨：替代高能耗的Haber-Bosch工艺，在温和条件下电化学合成氨。
• 废水脱氮：同步去除废水中硝酸盐并生产氨，实现废物资源化。