当前位置:大学路 > >正文
最近经常有小伙伴私信询问哈工大(深圳)在硝酸盐电催化转化领域取得突破性成果相关的问题,今天,大学路小编整理了以下内容,希望可以对大家有所帮助。
日前,哈尔滨工业大学深圳校区理学院何思斯、周佳课题组在硝酸盐电催化转化领域取得突破性成果,相关成果以《具有梯度结构RuCo电催化剂用于将低浓度硝酸盐在安培级电流密度下电还原合成氨》(Gradient-concentration RuCo electrocatalyst for efficient and stable electroreduction of nitrate into ammonia)为题,发表于《自然通讯》(Nature Communications),并被期刊编辑部选为“催化”(Catalysis)领域50篇亮点文章之一。该项研究设计了一种废水中利用及高效转化硝酸盐为氨的高效电催化剂,为废水处理和低碳能源生产提供了新途径。
电催化硝酸盐还原制氨(NRA)被认为是低成本可持续的氨能获取方式,它能够将废水中的硝酸盐转换为理想的清洁能源氨的技术路线,既减少了环境污染,也为可持续氨生产节约了能源。但氮基肥料和生活污水排放产生的受污染的地下水中的硝酸盐源主要以低浓度(≤10 mM)为主,而目前大多数已报道的催化剂在高浓度(>100 mM)硝酸盐还原下进行测试表现出高法拉第效率和氨收率,这是由于工作电极附近硝酸根离子的迁移受限以及存在竞争性析氢反应。因此,低浓度硝酸盐高效电还原仍然是学术界面临的主要挑战。
为提高NRA反应的催化性能,研究团队提出了一种梯度浓度结构设计合成的钴基催化剂来优化NRA过程的策略。这种梯度结构的钌钴电催化剂在典型工业废水(2000 ppm)的低硝酸盐浓度下表现出超高的NRA催化性能——超过93%的氨气生产法拉第效率和1.0 A/cm2的工业级氨气电流密度,同时稳定工作时长可达720小时。结合原位谱学表征和理论计算揭示了该催化剂的NRA反应机理。组装的膜电极器件可以在高电流密度下稳定工作超过100小时,证实了该NRA催化剂的实际工业潜力。
研究团队通过阳离子交换法实现了在钴基电催化剂的表面到内部钌梯度浓度降低的结构(如图1所示),这种掺杂策略减少了贵金属钌的掺杂,保证了主体的钴晶体结构(金属钴和NO3-可以自发反应生成高价钴和NO2-),同时使催化剂的表面有足够的钌来为后续反应提供足够多的活性氢(促进高价钴向金属钴的还原以及促进NO2-到NH3的质子化过程)。
图1. NRA催化剂的设计和合成
哈工大深圳校区为论文第一完成单位和通讯单位,理学院博士研究生陈昕鸿为论文第一作者,理学院何思斯教授和周佳副教授为共同通讯作者。
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-50670-w
以上就是大学路小编整理的内容,想要了解更多相关资讯内容敬请关注大学路。
今日,哈尔滨工业大学2019年本科招生章程公布。学校在哈尔滨设有西大直街校区、黄河路校区,同时在山东
2020年07月13日 14:262020年高考分数线还没公布,专注教育小编会在第一时间更新高考分数线,敬请期待。哈尔滨工业大学(HI
2020年04月30日 22:38目前,全国各省市2020年高考招生录取工作正在进行,黑龙江有一对寒门姐弟同时考上哈尔滨工业大学,网友
2020年08月28日 17:07大学路圆梦网小编推荐:2021级江西财经大学金融学院研究生招生简章2020年河北省艺术类专业招生简章
2020年10月06日 16:15鼠年伊始,一场无硝烟的战争就开始了,面对新冠肺炎疫情,全国高校与祖国同频共振,紧随国家防控战略部署,
2020年12月19日 15:38从哈尔滨工业大学了解到,今年该校将继续实施为拓宽农村学生就读重点高校升学渠道而专设的农村学生单独招生
2020年12月20日 04:50大学路圆梦网总编辑陈志文(右一)专访哈尔滨工业大学(深圳)党委书记吴德林(左一)吴德林,1963年生
2020年12月24日 22:12今天,大学路小编为大家带来了本科工科院校简介排名哈工大专业排名?,希望能帮助到广大考生和家长,一起来
2023年01月07日 06:05今天,大学路小编为大家带来了电气保研院校选择哪个好电气工程及其自动化专业保研,同济、天大、哈工大、.
2023年01月17日 16:39今天,大学路小编为大家带来了工程技术哪个院校好调剂哈工大(威海)的焊接技术与工程专业既然那么好为什么
2023年01月21日 01:42徐艳茹 刘继安 等 | 我国科研机构研究生教育的现状调查与对策建议
时间:2024年11月05日强世功已任中央民族大学党委副书记、校长
时间:2024年11月05日2024年中国数学会三大数学奖揭晓!
时间:2024年11月05日提高额度、降低利率,国家助学贷款政策进行两大调整
时间:2024年11月05日民法学者王轶已任中国人民公安大学校长
时间:2024年11月02日徐艳茹 刘继安 等 | 我国科研机构研究生教育的现状调查与对策建议
时间:2024年11月05日强世功已任中央民族大学党委副书记、校长
时间:2024年11月05日2024年中国数学会三大数学奖揭晓!
时间:2024年11月05日提高额度、降低利率,国家助学贷款政策进行两大调整
时间:2024年11月05日民法学者王轶已任中国人民公安大学校长
时间:2024年11月02日