當(dāng)前位置:大學(xué)路 > >正文
最近經(jīng)常有小伙伴私信詢問(wèn)哈工大(深圳)在硝酸鹽電催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得突破性成果相關(guān)的問(wèn)題,今天,大學(xué)路小編整理了以下內(nèi)容,希望可以對(duì)大家有所幫助。
日前,哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳校區(qū)理學(xué)院何思斯、周佳課題組在硝酸鹽電催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得突破性成果,相關(guān)成果以《具有梯度結(jié)構(gòu)RuCo電催化劑用于將低濃度硝酸鹽在安培級(jí)電流密度下電還原合成氨》(Gradient-concentration RuCo electrocatalyst for efficient and stable electroreduction of nitrate into ammonia)為題,發(fā)表于《自然通訊》(Nature Communications),并被期刊編輯部選為“催化”(Catalysis)領(lǐng)域50篇亮點(diǎn)文章之一。該項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了一種廢水中利用及高效轉(zhuǎn)化硝酸鹽為氨的高效電催化劑,為廢水處理和低碳能源生產(chǎn)提供了新途徑。
電催化硝酸鹽還原制氨(NRA)被認(rèn)為是低成本可持續(xù)的氨能獲取方式,它能夠?qū)U水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)換為理想的清潔能源氨的技術(shù)路線,既減少了環(huán)境污染,也為可持續(xù)氨生產(chǎn)節(jié)約了能源。但氮基肥料和生活污水排放產(chǎn)生的受污染的地下水中的硝酸鹽源主要以低濃度(≤10 mM)為主,而目前大多數(shù)已報(bào)道的催化劑在高濃度(>100 mM)硝酸鹽還原下進(jìn)行測(cè)試表現(xiàn)出高法拉第效率和氨收率,這是由于工作電極附近硝酸根離子的遷移受限以及存在競(jìng)爭(zhēng)性析氫反應(yīng)。因此,低濃度硝酸鹽高效電還原仍然是學(xué)術(shù)界面臨的主要挑戰(zhàn)。
為提高NRA反應(yīng)的催化性能,研究團(tuán)隊(duì)提出了一種梯度濃度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成的鈷基催化劑來(lái)優(yōu)化NRA過(guò)程的策略。這種梯度結(jié)構(gòu)的釕鈷電催化劑在典型工業(yè)廢水(2000 ppm)的低硝酸鹽濃度下表現(xiàn)出超高的NRA催化性能——超過(guò)93%的氨氣生產(chǎn)法拉第效率和1.0 A/cm2的工業(yè)級(jí)氨氣電流密度,同時(shí)穩(wěn)定工作時(shí)長(zhǎng)可達(dá)720小時(shí)。結(jié)合原位譜學(xué)表征和理論計(jì)算揭示了該催化劑的NRA反應(yīng)機(jī)理。組裝的膜電極器件可以在高電流密度下穩(wěn)定工作超過(guò)100小時(shí),證實(shí)了該NRA催化劑的實(shí)際工業(yè)潛力。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)陽(yáng)離子交換法實(shí)現(xiàn)了在鈷基電催化劑的表面到內(nèi)部釕梯度濃度降低的結(jié)構(gòu)(如圖1所示),這種摻雜策略減少了貴金屬釕的摻雜,保證了主體的鈷晶體結(jié)構(gòu)(金屬鈷和NO3-可以自發(fā)反應(yīng)生成高價(jià)鈷和NO2-),同時(shí)使催化劑的表面有足夠的釕來(lái)為后續(xù)反應(yīng)提供足夠多的活性氫(促進(jìn)高價(jià)鈷向金屬鈷的還原以及促進(jìn)NO2-到NH3的質(zhì)子化過(guò)程)。
圖1. NRA催化劑的設(shè)計(jì)和合成
哈工大深圳校區(qū)為論文第一完成單位和通訊單位,理學(xué)院博士研究生陳昕鴻為論文第一作者,理學(xué)院何思斯教授和周佳副教授為共同通訊作者。
論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-50670-w
以上就是大學(xué)路小編整理的內(nèi)容,想要了解更多相關(guān)資訊內(nèi)容敬請(qǐng)關(guān)注大學(xué)路。
大學(xué)路圓夢(mèng)網(wǎng)小編推薦:2021級(jí)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院研究生招生簡(jiǎn)章2020年河北省藝術(shù)類(lèi)專業(yè)招生簡(jiǎn)章
2020年10月06日 16:15哈工大威海校區(qū)學(xué)生化工專業(yè)考研一般去哪個(gè)學(xué)校好哈工大威海校區(qū)學(xué)生化工專業(yè)考研去北京化工大學(xué)好。該校的
2023年10月24日 13:42機(jī)械考研院校推薦機(jī)械考研院校排名如下:一、清華大學(xué)清華大學(xué)是“機(jī)械五虎”之首,其機(jī)械工程系歷史悠久、
2023年11月05日 20:36黑龍江:哈爾濱工業(yè)大學(xué)2023年博士研究生招考須知【#考博#導(dǎo)語(yǔ)】考博頻道從中國(guó)研究生招生信息網(wǎng)了解
2024年01月03日 16:16哈工大24考研招生人數(shù)全日制碩士研究生3838人,非全日制碩士研究生494名。根據(jù)查詢哈爾濱工程大學(xué)
2024年01月08日 11:08哈工大研究生招生簡(jiǎn)章1.哈工大研究生招生簡(jiǎn)章20222022哈爾濱工業(yè)大學(xué)考研人數(shù)是11105人。2
2024年01月12日 00:59哈工大研究生招多少人?下面就來(lái)為學(xué)弟學(xué)妹們介紹一下哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生的相關(guān)信息。一、學(xué)校概況哈工大
2024年01月15日 08:21哈工大(威海)錄取分?jǐn)?shù)線是多少?哈工大(威海)2023年錄取分?jǐn)?shù)線如下:哈工大(威海)在各省的分?jǐn)?shù)線
2024年03月23日 07:47哈工大黑龍江錄取分?jǐn)?shù)線2023哈工大黑龍江錄取分?jǐn)?shù)線2023如下:黑龍江考生上哈爾濱工業(yè)大學(xué)2023
2024年04月03日 03:31北京交大機(jī)械工程研究生錄取分?jǐn)?shù)線北京交大機(jī)械工程研究生錄取分?jǐn)?shù)線介紹如下:北京交大機(jī)械工程研究生錄取
2024年04月12日 04:54教育部機(jī)關(guān)老同志第二十三次黨建會(huì)暨“兩優(yōu)一先”表彰大會(huì)召開(kāi)
時(shí)間:2024年10月10日湖南:加快推進(jìn)院校技能人才評(píng)價(jià)工作,促進(jìn)畢業(yè)生高質(zhì)量充分就業(yè)
時(shí)間:2024年10月10日正在公示!興安職業(yè)技術(shù)學(xué)院擬“更名升本”
時(shí)間:2024年10月10日2025研招統(tǒng)考預(yù)報(bào)名進(jìn)行中,這11個(gè)事項(xiàng)值得關(guān)注
時(shí)間:2024年10月10日2025廣東高考11月1日起報(bào)名
時(shí)間:2024年10月10日教育部機(jī)關(guān)老同志第二十三次黨建會(huì)暨“兩優(yōu)一先”表彰大會(huì)召開(kāi)
時(shí)間:2024年10月10日湖南:加快推進(jìn)院校技能人才評(píng)價(jià)工作,促進(jìn)畢業(yè)生高質(zhì)量充分就業(yè)
時(shí)間:2024年10月10日正在公示!興安職業(yè)技術(shù)學(xué)院擬“更名升本”
時(shí)間:2024年10月10日2025研招統(tǒng)考預(yù)報(bào)名進(jìn)行中,這11個(gè)事項(xiàng)值得關(guān)注
時(shí)間:2024年10月10日2025廣東高考11月1日起報(bào)名
時(shí)間:2024年10月10日2020大學(xué)路版權(quán)所有 All right reserved. 版權(quán)所有
警告:未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品