百摩网
当前位置: 首页 生活百科

甲烷化钌催化剂理化特性(具有金属-吡啶N结构的过渡金属单原子催化剂高效电还原二氧化碳)

时间:2023-05-31 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 生活百科

以可再生电力为动力的CO2电催化是一种将CO2转化为增值含碳产品的有效策略。在还原产品中,CO或合成气被认为是后续热化学反应理想且经济的原料。密度泛函理论计算结果充分支持了选择性和活性的实验趋势。长期从事与化工清洁生产密切相关的新型催化剂的研制与开发研究。在新型纳米催化剂研究领域取得了多项重大科研成果。其中一些成果直接面向国民经济,有多项成果完成了工业规模的放大生产。

甲烷化钌催化剂理化特性?第一作者:王彩通讯作者:刘玉萍*,李伟*,今天小编就来聊一聊关于甲烷化钌催化剂理化特性?接下来我们就一起去研究一下吧!

甲烷化钌催化剂理化特性

南开大学李伟教授课题组ACB:具有金属-吡啶N结构的过渡金属单原子催化剂高效电还原二氧化碳

第一作者:王彩

通讯作者:刘玉萍*,李伟*

单位:南开大学

研究背景

大量燃烧化石燃料导致CO2排放量不断增加,其所造成的环境问题已不容忽视。以可再生电力为动力的CO2电催化是一种将CO2转化为增值含碳产品的有效策略。在还原产品中,CO或合成气被认为是后续热化学反应理想且经济的原料。近来,氮掺杂碳材料上锚定的金属单原子材料(M-N-C)作为ECR的理想催化剂已显示出巨大的优越性,其中三种过渡金属(Fe、Co和Ni)基M-N-C材料因其低成本和优异的CO2还原为CO活性而被广泛研究。确定原子结构与催化性能之间的关系对于开发高效的M-N-C单原子催化剂具有重要意义,但这仍然是一个挑战。

文章简介

基于此,来自南开大学的刘玉萍副教授和李伟教授在在国际权威期刊Applied Catalysis B: Environmental上发表题为Typical Transition Metal Single-Atom Catalysts with a Metal-pyridine N Structure for Efficient CO2 Electroreduction”的研究文章。该文报道了具有金属-吡啶N结构的单原子催化剂用于CO2电催化的新见解,研究表明调节配位环境对合理设计和开发具有特定催化性能的单原子催化剂具有重要意义。

本文要点

要点一:具有金属-吡啶N结构的M-N-C(M=Fe,Co,Ni)单原子催化剂的合成。

通过热解金属1,10-菲咯啉配合物修饰的多孔碳材料,成功地制备了一系列过渡金属锚定在氮掺杂碳基体(M-N-C,M=Fe,Co,Ni)上的单原子催化剂,HAADF-STEM和XAS表征结果表明M-N-C由四个吡啶N原子配位的单原子金属组成。

图1. M-N-C(M=Fe,Co,Ni)单原子催化剂的合成路线。

要点二:M-N-C单原子催化剂用于CO2电催化的性能顺序。

M-N-C电催化剂在CO2转化为CO中表现出良好的性能,其选择性顺序为Ni>Co>Fe,活性顺序为Co>Ni>Fe,这与之前报道的一般性能顺序(Ni> Fe> Co)大不相同。

图2. (a-b) Ni-N-C的TEM图和HAADF-STEM图。(c–d) M-N-C的性能测试图。(e-f) DFT理论计算图。

要点三:M-N-C单原子催化剂的实际应用性。

Ni-N-C具有优异的选择性,在流动电解池中,Ni-N-C的CO法拉第效率在100~240mA·cm-2的电流密度范围内可以保持在100%左右。Co-N-C表现出较高的活性(高CO电流密度和CO转换频率),并能以合适的Co/H2比(0.5~2.11)生成合成气。

要点四:DFT计算。

密度泛函理论计算结果充分支持了选择性和活性的实验趋势。

文章链接

Typical transition metal single-atom catalysts with a metal-pyridine N structure for efficient CO2 electroreduction

http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120331

通讯作者简介

李伟,男,1969年2月生,南开大学化学学院教授,科学技术研究部技术开发与成果转化办公室主任,博士生导师,是教育部新世纪优秀人才基金获得者,天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人选。长期从事与化工清洁生产密切相关的新型催化剂的研制与开发研究。已在国内、外重要学术刊物上发表学术论文共计150余篇,申请130项中国发明专利及3项美国发明专利,先后有十几项科研成果得到工业应用,作为第一完成人获得多项省部级奖励,并连续两年获得由天津市政府颁发的天津市产学研联合突出贡献奖。在新型纳米催化剂研究领域取得了多项重大科研成果。其中一些成果直接面向国民经济,有多项成果完成了工业规模的放大生产。在取得巨大的经济效益的同时,克服了工业应用中现有生产工艺周期长、污染重等问题,为企业经济可持续发展和环境治理做出了较大贡献。详见课题组网站:http://catalyst.nankai.edu.cn/。

    推荐阅读
  • 怎么批量设置ppt背景(如何批量设置PPT的背景)

    当我们在使用PPT演示文稿来做报告设计的时候,总想要美观一些,因此都会在演示文稿中加入同样的背景。下面还是让小编告诉大家吧。对于批量设置PPT的背景怎么做这个问题,小编还是来用WPS2019来给大家讲解一下吧。如果学会,大家可以尝试一下操作。

  • 矢车菊一天之内几点开花(矢车菊开吉祥花)

    矢车菊的故乡在欧洲。在德国的山坡、田野、水畔、路边、房前屋后到处都有它。它被德国奉为国花。普鲁士皇帝威廉一世的母亲路易斯王后,在一次内战中被迫离开柏林。后来威廉一世加冕成了德意志皇帝,仍然十分喜爱矢车菊,认为它是吉祥之花。德国民间普遍流传着这样一则传说。次日阿尔米纽斯果然在路边找到蓝色的小花,并把它捣碎敷眼。很快,阿尔米纽斯的眼睛康复了,并凯旋而归。于是他称矢车菊为“眼睛保护神”,并将它广泛传播。

  • 血栓会导致血液粘稠吗(你的血液粘稠吗)

    日常生活中,很多朋友经常吃影响血液粘稠度的食物,首先影响毛细血管。时间长了,细胞会受到影响,并进一步加重,细胞可能会受伤甚至死亡。血管壁的损伤,加上血脂、甘油三酯和胆固醇,很容易增加血管的损伤。维生素C能降低血脂,粗纤维能有效阻止胆固醇吸收,有利于降低血液粘度。动物内脏含有大量胆固醇和饱和脂肪酸,会增加血液粘稠度。少吃高脂肪食物和甜食,多吃蔬菜、水果和杂粮。

  • 衡阳结婚登记网上预约入口(衡阳结婚登记网上预约入口官网)

    衡阳结婚登记网上预约入口衡阳结婚登记网上预约目前没有app,只有湖南省婚姻登记网上预约小程序。

  • 建筑三级教育是指哪三级安全教育(非常完整的三级安全教育内容及要求)

    ②由班组安全员介绍岗位发生的事故教训及安全防护器具的使用方法等。六、复工教育,调岗教育,现场现象①凡脱离本工种1年以上的人员重新恢复工种作业须由项目处专职安全员进行复工教育,时间不少于48小时。③凡发生各类事故,项目领导应组织全体职工针对事故现场进行安全教育,时间不得少于42小时。②作业证的管理作业证由个人妥善保存,随身携带或放入工具箱内备查,年度安全考试和违章事故应交质安科登记。

  • 猫猫发情了一般是什么样子(关于猫猫发情特征介绍)

    以下内容希望对你有帮助!猫猫发情了一般是什么样子公猫和母猫发情的症状会有所不同,如果是公猫,它会出现乱尿、高举尾巴、食欲下降等行为。如果是母猫,它会出现焦躁、粘人、爱叫、食欲下降、到处蹭屁股等行为。频繁发情的猫咪容易患泌尿生殖系统方面的疾病,主人最好让它交配或绝育。

  • 天猫招商入驻最新标准(天猫入驻条件及费用)

    一.天猫入驻条件想要入驻天猫商城那么就必须要有自己的品牌和公司以及商标,三者缺一不可,对于这方面平台也给出了具体的要求。当店铺保证金不足时,商家需要再15日内补充,逾期未补的,天猫将对店铺进行监管,直到补充为止。

  • 昆明理工学校毕业典礼(昆理工迎来13239名新生)

    开学典礼上,王学勤校长对新入学的研究生、本科生表示祝贺,并向2020级新生提出三点要求,一是学点历史。2400余名新生代表在主会场参加典礼。昆工供图“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,典礼现场举行了校训鎏金仪式。据了解,2020年,昆明理工大学共招收来自全国各地的4691名研究生和8548名本科生新生。

  • 吉利汽车多少钱 2019年吉利汽车多少钱

    新车前脸拥有更大的家族式锯齿形进气格栅,前包围采用镀铬元素装饰,充满活力。a柱的延伸曲线与前大灯的造型相呼应,前引擎盖凸起的两条棱线凸显了SUV不折不扣的强壮和运动的性格。长安CS35的座椅同时兼顾了舒适性和支撑性。其最大输出功率为115kW,峰值扭矩为215Nm。瑞虎3x是奇瑞2.0战略的第二款SUV,由奇瑞85后年轻的设计团队操刀。新车配有三辐方向盘。动力方面,新车将搭载1.5升自然吸气发动机,最大功率78kW,最大扭矩135Nm。

  • 宝宝奶酪棒的制作方法(怎么制作宝宝奶酪棒)

    下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!宝宝奶酪棒的制作方法用料:牛奶130克,淡奶油20克,大孔奶酪20克,吉利丁片10g,白砂糖20克。吉利丁片2片剪开,冷水。泡软,夏天的话请用冰水。不粘锅内加入纯牛奶。再加入淡奶油,如果没有请用等量的牛奶代替。加入适量糖,小月龄可以不加。放入奶酪,小火加热至融化,冷却3分钟。吉利丁片泡软后,捞出来,捏出多余的水分。过滤;倒入喜欢的模具中。放入冰箱冷藏4小时以上。