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王雙印/陳晨Angew. :FE近100%!碳布上電催化NO氧化與HER耦合制硝酸鹽

王雙印/陳晨Angew. :FE近100%!碳布上電催化NO氧化與HER耦合制硝酸鹽
一氧化氮(NO)是一種對環境有害的污染物。傳統的NO去除受到了苛刻的操作條件和高附加值化學品的犧牲的嚴重阻礙。
近日,湖南大學王雙印教授和陳晨博士(共同通訊作者)等人報道了一種利用等離子體處理的商用碳布,并將其用作電催化劑。通過利用NO廢棄物,在環境條件下電催化NO氧化反應(NOOR)與析氫反應(HER)耦合形式,實現了陰極的高效制氫氣和陽極的可持續硝酸鹽合成。
王雙印/陳晨Angew. :FE近100%!碳布上電催化NO氧化與HER耦合制硝酸鹽
通過這種方法,工業合成氨的需求得到顯著緩解,硝酸鹽的合成途徑有望得到改革。將等離子體刻蝕商用碳布引入了羧基,直接用作電極時,增強了NO的化學吸附和催化活性。
王雙印/陳晨Angew. :FE近100%!碳布上電催化NO氧化與HER耦合制硝酸鹽
在中性和酸性條件下,僅施加1.39 V和1.07 V的電位即可分別達到10 mA cm-2的電流密度,與水裂解制氫氣相比,其具有顯著的經濟性且節能。
此外,該電催化劑即使在強酸性環境下也具有良好的長期穩定性,硝酸鹽合成和制氫的法拉第效率(FE)均接近100%。該工作為實現NO的資源化利用、硝酸鹽的可持續合成和以綠色經濟的方式制氫提供了一種全新的策略。
王雙印/陳晨Angew. :FE近100%!碳布上電催化NO氧化與HER耦合制硝酸鹽
Coupling electrocatalytic NO oxidation over carbon cloth with hydrogen evolution reaction for nitrate synthesis. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202109905.
https://doi.org/10.1002/anie.202109905.

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