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吡咯氮或吡啶氮:氮掺杂碳的活性中心,用于减少二氧化碳
Chinese Journal of Catalysis ( IF 15.7 ) Pub Date : 2022-08-02 , DOI: 10.1016/s1872-2067(22)64122-6 Yu Shang , Yunxuan Ding , Peili Zhang , Mei Wang , Yufei Jia , Yunlong Xu , Yaqing Li , Ke Fan , Licheng Sun
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更新日期:2022-08-02
Chinese Journal of Catalysis ( IF 15.7 ) Pub Date : 2022-08-02 , DOI: 10.1016/s1872-2067(22)64122-6 Yu Shang , Yunxuan Ding , Peili Zhang , Mei Wang , Yufei Jia , Yunlong Xu , Yaqing Li , Ke Fan , Licheng Sun
吡啶氮被广泛认为是活性中心,而吡咯氮在无金属氮掺杂碳中用于电催化CO 2还原反应(CO 2 RR)生成CO的活性较低,但这一观点仍有待商榷。在本研究中,通过密度泛函理论计算,我们首先说明吡咯氮的内在活性足以有效催化CO 2 RR,然而,由于与相邻的吡啶氮位点的相互作用,吡咯氮的活性显着提高。压制。然后,通过实验,制备了用于 CO 2且不含显着吡啶 N 的无金属 N 掺杂碳球 (NCS) 电催化剂。RR。NCS中的吡咯N与CO 2 RR的性能呈正相关,代表具有高活性的活性中心。最佳的NCS可以根据应用潜力产生CO 2 RR中CO / H 2比范围宽(0.09至12)的合成气,同时可以获得71%的最佳CO选择性。在最佳 NCS 中有意添加少量的吡啶 N 会显着降低 CO 2的活性RR,进一步验证了邻近吡啶 N 位点对吡咯 N 位点的抑制活性。这项工作揭示了N掺杂碳中多种N物种之间的相互作用,以及吡咯N作为新型电催化剂活性位点的潜力,可以提高我们对电催化机理的理解,有助于合理设计电催化剂。高效电催化剂。
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