AEM: CoO纳米团簇功能化石墨烯上硝酸盐的电化学还原

NO₃⁻是弹药工业中一种重要的副产品，急需将NO₃⁻稳定化为NH₃。近日，伊利诺伊大学Meenesh R. Singh、Joseph A. Gauthier、德克萨斯理工大学Joseph A. Gauthier报道了CoO纳米团簇功能化石墨烯上硝酸盐的电化学还原，并且具有高质量活性和接近100%的氨选择性。

本文要点：

1) 利用可再生能源从废物中合成的NH₃可以用作能量存储介质。对于这种方法，需要高选择性、稳定性和增强活性的催化剂。作者将在石墨烯上功能化的CoO纳米簇作为电化学NO₃^–还原为NH₃的有效催化剂，且NH₃法拉第效率>98%，NH₃电流密度约为400 mA cm⁻²。NH₃的最高产率为25.63 mol g⁻¹ h⁻¹。

2) 该催化剂可有效防止N-N偶联步骤，从而促进NH₃对N₂的选择性。此外，作者通过密度泛函理论计算表明，CoO NC/石墨烯具有与多晶Co相似的选择性，并且可以用较低的催化剂负载量获得较高的催化活性。

参考文献：

Nishithan C. Kani et.al Electrochemical Reduction of Nitrates on CoO Nanoclusters-Functionalized Graphene with Highest Mass Activity and Nearly 100% Selectivity to Ammonia Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202204236

https://doi.org/10.1002/aenm.202204236