文摘gydF4y2B一个
electrocatalysts的发展能够有效减少硝酸盐(NOgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个氨(NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个)吸引了越来越多的兴趣为了低碳排放和环境保护。在此,我们提出一个CuCo双金属催化剂能够模仿copper-type亚硝酸盐还原酶的双官能团的性质,它可以很容易地删除gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个通过两个活动中心的合作。事实上,公司作为一个电子/质子捐赠中心,而铜促进没有gydF4y2B一个xgydF4y2B一个−gydF4y2B一个吸附/协会。仿生CuCo nanosheet electrocatalyst交付100±1%感应电流的效率在一个马ampere-level电流密度为1035厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个−0.2 VgydF4y2B一个vsgydF4y2B一个。可逆氢电极。北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个产量达到4.8更易厘米高的活动gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个(960更易与ggydF4y2B一个猫gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)。一种机械的研究中,利用电化学原位傅里叶变换红外光谱学和独立纳米粒子增强拉曼光谱,揭示了一个强大的铜之间的协同和有限公司,与公司网站推广的加氢gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个通过吸附* H物种。吸附* H和*的调节范围gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个同时高NH领导gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个选择性和收率。gydF4y2B一个
介绍gydF4y2B一个
硝酸盐阴离子(不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个),广泛存在于工业和农业废水,构成真正的潜在威胁人类健康和生态平衡,尤其是他们不完整的转换成亚硝酸盐(NOgydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个),被认为是通过诱导肝损伤和methaemoglobinaemia致癌的gydF4y2B一个1克ydF4y2B一个。传统的生物治疗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个去除氮(NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个)气体,涉及硝化和反硝化过程,能源密集型(~ 11.7到12.5千瓦时公斤NgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)gydF4y2B一个2gydF4y2B一个。实际上,没有减少gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个已经成为极大的兴趣从工业的角度来看NH吗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个是一个非常重要的工业化学品的合成制药、化肥、染料、塑料等。gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个,也被认为是储氢/无碳的氢载体释放gydF4y2B一个4gydF4y2B一个。到目前为止,NH的工业合成gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个在很大程度上依赖于不可持续和eco-unfriendly Haber-Bosch路线,即需要严厉的条件。、高温(400 - 600°C) 200 - 350 (atm)和高压力,并严重依赖化石能源gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个。的总量有限公司gydF4y2B一个2gydF4y2B一个生产中约占1.2%的全球年度哈勃-博施方法有限公司gydF4y2B一个2gydF4y2B一个排放,比任何其他工业化学品的合成gydF4y2B一个5gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
Electrocatalytic减少不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个由绿色能源,吸引了越来越多的关注,被认为是一个可持续的互补过程。哈勃-博施方法gydF4y2B一个2gydF4y2B一个,gydF4y2B一个6gydF4y2B一个,gydF4y2B一个7gydF4y2B一个,因为这项技术可以同时满足21届缔约方会议(COP) 2摄氏度场景NH (2 d)目标gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个从富营养的水污染,保护环境。小说的理性设计electrocatalysts高的活性和选择性是至关重要的减少gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR)和实现大规模应用,满足工业要求高。因为自然酶等开发了先进的、高效的机械gydF4y2B一个8gydF4y2B一个,gydF4y2B一个9gydF4y2B一个有趣的是设计减少催化剂通过研究酶的机制。的确,biocatalytic减少gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个广泛存在于许多微生物,不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个离子首先减少到没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个从醌还原酶,接受电子gydF4y2B一个10gydF4y2B一个。生成的没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个进一步转化为NH吗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个亚硝酸盐还原酶(NIRs)使用醌作为电子给体。在各种检测技术中,铜型检测技术(Cu-NIRs)中发现根瘤菌是一种最重要的酶NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个固定。Cu-NIRs三聚物的蛋白质组成的3相同的子单元,和每一个单体都有两种类型的铜原子活性中心,作为电子基中心(T1Cu)和催化中心(T2Cu),分别gydF4y2B一个10gydF4y2B一个。建议*没有报告机制gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(*表示一个吸附的形式)绑定到T2Cu双配位基的形式通过两个氧原子。由于电子转移从T1Cu T2Cu T2Cu氧化态减少(2)(I),促进*gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个协会与T2Cu弥合硝基绑定形式。与此同时,天冬氨酸酸除了T2Cu提供质子,一个氧和扩展了N-O键长,导致N-O键的断裂gydF4y2B一个11gydF4y2B一个。据的机理gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少T2Cu T1Cu,可以推测的是温和的亲和力,没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个电子,质子的可用性和效率高的条款是关键因素gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR以NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个。吉米·c . et al。gydF4y2B一个12gydF4y2B一个证明了氢吸附(* H),温和催化剂吸附能,能像一个重要的加氢活性物种gydF4y2B一个xgydF4y2B一个中间体,NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个同时抑制析氢反应(她)竞争。马修·j·刘et al。gydF4y2B一个13gydF4y2B一个还发现gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR活动和产品选择性高度依赖于* H覆盖在钛表面在不同电位的增加gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR过电压。gydF4y2B一个
最近,Schuhmann和他的同事们gydF4y2B一个14gydF4y2B一个阿宝的同步机制gydF4y2B一个4gydF4y2B一个3−gydF4y2B一个修改CuCo二元金属硫化物。他们建议不gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个中间体是优先形成阶段之后,可见光谱线分裂在附近Co-based阶段;然而,在没有* H的角色gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR还不清楚以及合金的电子结构的影响催化剂的吸附反应中间体缺乏进一步讨论建议的机制gydF4y2B一个14gydF4y2B一个。在这项研究中,受Cu-NIRs的双官能团的性质,我们准备好的CuCo通过一步电沉积合金nanosheets路线。CuCo合金可能模仿Cu-NIRs两个催化中心的行为。公司物种可以有效地提供电子和生成氢质子附近的高吸附铜的物种gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个及其衍生物。的好CuCo nanosheet表现出优良的催化性能,如(1)最低的η290 mV氨生产(在0.4 VgydF4y2B一个vs。gydF4y2B一个可逆氢电极(流值),所有的电极电位下面提到了关于流值,除非特别说明);(2)马ampere-level电流密度为1035厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个NH的感应电流的效率为100%gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个一代的超电势890 mV,相应的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \{收益率}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个4.8更易与cmgydF4y2B一个−2gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个;(3)广泛的潜在的窗口(300 mV,从0.1−−0.4 V)北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个产生感应电流的效率> 90% (FE),这是一个最先进的催化剂gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个到目前为止RR。电化学原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)和原位独立纳米粒子增强拉曼光谱(发光物)与密度泛函理论(DFT)计算进行了澄清的途径和机制gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR,目的是为后续的优化和扩大催化剂。gydF4y2B一个
结果gydF4y2B一个
的制备和表征CuCo双金属electrocatalystsgydF4y2B一个
co-electrodeposition CuCo双金属材料合成的铜和镍泡沫的表面(图。gydF4y2B一个1gydF4y2B一个和方法部分)。泡沫镍被广泛用作支持基质纳米electrocatalysts由于其表面光滑,导电性好,电沉积的一个有效的电子转移中受益gydF4y2B一个15gydF4y2B一个,gydF4y2B一个16gydF4y2B一个,gydF4y2B一个17gydF4y2B一个。与此同时,倪相对惰性材料没有被证明gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RRgydF4y2B一个18gydF4y2B一个,gydF4y2B一个19gydF4y2B一个,在不影响CuCo催化剂的性能。铜/ Co摩尔比率决定使用一个电感耦合plasma-optical发射光谱仪(ICP-OES)(补充表gydF4y2B一个S1gydF4y2B一个)。催化剂和铜/ Co的摩尔比gydF4y2B一个cagydF4y2B一个。50/50被任命为铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个并在本研究被认为是作为一个参考。铜的合金和铜有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个证实了x射线衍射(XRD)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)。事实上,在衍射图(无花果。gydF4y2B一个1 bgydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S1gydF4y2B一个)铜(111)的变化和铜(200)衍射峰向更高的学位后被观察到的有限公司铜,这是由晶格间距的收缩引起的部分合金有限公司原子与一个较小的直径相比,铜原子gydF4y2B一个20.gydF4y2B一个。此外,铜的晶格间距(111)面简约,至0.208纳米合金铜有限公司(图。gydF4y2B一个1 cgydF4y2B一个0.212纳米铜的时候),(111)面为纯铜催化剂(补充图。gydF4y2B一个S2agydF4y2B一个)gydF4y2B一个15gydF4y2B一个。应用扫描电子显微镜(SEM)研究铜的形态,Co和铜gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个催化剂和显示micro-pines结构的催化剂(补充图。gydF4y2B一个S3a-jgydF4y2B一个)。在纳米级别,小的凹凸结构表面的micro-pines观察纯铜(补充图。gydF4y2B一个S3a bgydF4y2B一个)。合并后的公司,nanosheet结构出现在micro-pine铜的表面gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂(无花果。gydF4y2B一个1 dgydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S3e,gydF4y2B一个f),非常类似于纯Co(补充图的结构。gydF4y2B一个S3i jgydF4y2B一个)。铜的厚度gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个nanosheet由原子力显微镜(AFM)评估,大约是10 nm(无花果。gydF4y2B一个1 egydF4y2B一个)。此外,EDS映射分析披露一个均匀分布的铜和铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个1 fgydF4y2B一个)。gydF4y2B一个
铜的电子性质gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个nanosheet被x射线光电子能谱(XPS)研究。铜gydF4y2B一个2 +gydF4y2B一个2gydF4y2B一个pgydF4y2B一个峰出现的高分辨率铜2gydF4y2B一个pgydF4y2B一个光谱(无花果。gydF4y2B一个1克gydF4y2B一个),是由于部分氧化的合金表面暴露在空气中,和相同的观测是为公司(无花果。gydF4y2B一个1 hgydF4y2B一个)。铜的下降2gydF4y2B一个pgydF4y2B一个结合能,与之相比,纯铜(补充图。gydF4y2B一个S4agydF4y2B一个)和Co 2的显著增加gydF4y2B一个pgydF4y2B一个结合能,而纯Co(补充图。gydF4y2B一个S4bgydF4y2B一个),显示重新分配的合金化后和铜之间的电子有限公司gydF4y2B一个21gydF4y2B一个,导致的运动gydF4y2B一个dgydF4y2B一个乐队对费米能级gydF4y2B一个22gydF4y2B一个与纯铜催化剂进行比较。x光吸收光谱(xa)分析也进行检查和铜之间的再分配的电子有限公司扩展x射线吸收精细结构(黄嘌呤)光谱吸收边缘位置的描述消极转变与公司互动后的铜K-edge插图(红色箭头)(补充图。gydF4y2B一个S5gydF4y2B一个),说明电子密度从公司转移到铜gydF4y2B一个23gydF4y2B一个。此外,根据巴德费用分析(补充图。gydF4y2B一个S6gydF4y2B一个),而单本位制的铜和有限公司,一个电荷再分配CuCo(111)观察到,在铜中心显示更高的电子密度比公司中心(补充图。gydF4y2B一个S7gydF4y2B一个)gydF4y2B一个24gydF4y2B一个。电子之间的关系重新分配在铜和Co的吸附能* H, *gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个*没有gydF4y2B一个xgydF4y2B一个中间体gydF4y2B一个25gydF4y2B一个进一步讨论了机械的研究部分。gydF4y2B一个
电化学活性和动力学gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RRgydF4y2B一个
没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR首次研究了线性扫描伏安法(LSV)的扫描率低1 mVgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在所有准备的electrocatalysts。减少不gydF4y2B一个xgydF4y2B一个物种的贡献主要是电流密度曲线(固体),表明对没有很高的催化活性gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR的催化剂(图。gydF4y2B一个2gydF4y2B一个)。没有泡沫镍的衬底是不活跃的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR与催化剂的电镀(补充无花果。gydF4y2B一个S8gydF4y2B一个,gydF4y2B一个S9gydF4y2B一个)。过电压的η马10厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个(表示gydF4y2B一个\({\埃塔}_ {{@ {{{{{\ rm马{10}}}}}}{{{{{rm \{厘米}}}}}}}^ {2}}\)gydF4y2B一个η=gydF4y2B一个EgydF4y2B一个ogydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个EgydF4y2B一个,在那里gydF4y2B一个EgydF4y2B一个马是潜在的电流密度10厘米吗gydF4y2B一个2gydF4y2B一个,gydF4y2B一个EgydF4y2B一个ogydF4y2B一个= 0.69 V),没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR动力学控制,被用作标准比较催化剂的活性。铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个和铜表现出较低的能量势垒gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR,gydF4y2B一个\({\埃塔}_ {{@ {{{{{\ rm马{10}}}}}}{{{{{rm \{厘米}}}}}}}^ {2}}\)gydF4y2B一个498年和503年的mV,分别与公司相比,显示了gydF4y2B一个\({\埃塔}_ {{@ {{{{{\ rm马{10}}}}}}{{{{{rm \{厘米}}}}}}}^ {2}}\)gydF4y2B一个690 mV。事实上,两个还原电流峰(峰S1和S2)观察曲线的铜和铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个。在反应的初期,铜和铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个似乎对没有显示类似的行为gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR,表明铜在这个阶段的重要作用。根据先前的研究gydF4y2B一个26gydF4y2B一个,gydF4y2B一个27gydF4y2B一个0.08 V附近,峰值S1被分配到*号gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(吸附不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个)减少到*号gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(1)后2个电子转移过程,而峰值S2分配给*没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个还原成* NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个(2)后六个转移过程。峰S2地区铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个显示一个积极的潜在转移67 mV,与铜相比,表明大量的Co和铜之间的协同作用和障碍的能量*没有下降gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少* NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个,随着应用潜在的增加。gydF4y2B一个
目的探讨反应路线的催化剂,电子转移的数目(n)在没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个还原反应估计从Koutecky-Levich的斜率(K-L)情节(补充图。gydF4y2B一个S10gydF4y2B一个)。铜催化剂(补充图。gydF4y2B一个S11agydF4y2B一个),n是2−0.1 V, quasi-first-order反应之间的关系gydF4y2B一个jgydF4y2B一个和没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个浓度是获得(补充图。gydF4y2B一个S12gydF4y2B一个),验证rate-determinate步骤(RDS)减少路线所描述的情商。gydF4y2B一个1克ydF4y2B一个)。的n值增加到6−0.25 V,削减验证情商中描述的路线。gydF4y2B一个2gydF4y2B一个)。相比之下,在铜直接观察8个电子转移过程gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个在山峰之间的潜在地区S1和S2(无花果。gydF4y2B一个2 bgydF4y2B一个),同时揭示一个强大的合金化作用促进路线。尽管一个8个电子转移的过程也发生在纯公司催化剂的潜在负面影响要少得多gydF4y2B一个cagydF4y2B一个。−0.45 V(补充图。gydF4y2B一个S11bgydF4y2B一个),即。,一个t一个h我gher barrier energy.
潜在的峰值区域S1,塔费尔斜坡派生的gydF4y2B一个jgydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个EgydF4y2B一个曲线(图。gydF4y2B一个2摄氏度gydF4y2B一个),铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个205.75 mV十年gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个,这是略低于铜(232.43 mV几十年gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个),表明公司的加入能促进电子转移催化剂/电解液界面在*没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个*没有减少gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个。这个结果是支持的EIS数据(补充图。gydF4y2B一个向gydF4y2B一个在铜),展示一个更小的电荷转移电阻gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个而铜(3.51 vs 3.81Ω)。公司催化剂没有小electrocatalytic活动gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少在这个相对积极的工作潜力,所以它在这种潜在的地区的塔费尔污水并不确定。潜在的地区的高峰S2,塔费尔斜率(无花果。gydF4y2B一个二维gydF4y2B一个)的铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(148.95 mV几十年gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)明显低于铜(229.75 mV几十年gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个);这是解释为一个电子之间的再分配铜和铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个并强调在描述部分。公司催化剂显示最低的塔菲尔斜率值为94.24 mV几十年gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个,但更多的负电位,即。比铜95 mV转变gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个。这一结果表明,在穿越一段能量势垒高,公司更好的动力学的表演向没有显示gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR为NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产铜催化剂相比。合金有限公司铜实现更快的电子转移速率和改善动力学的表演没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR。除了受到催化剂的性质的影响,gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR也diffusion-controlled(无花果。gydF4y2B一个2 egydF4y2B一个)。为了进一步评估gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR活动的催化剂在稳态条件下,恒电位电解还原的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在自制的h形电解槽(补充图。gydF4y2B一个S14系列gydF4y2B一个)是由电解沉积催化剂上镍泡沫的表面。磁搅拌速度为1000转用于最小化的影响扩散和新鲜的电解液的解决方案是不断补充维持不变gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个离子浓度。在这种情况下,电流密度获得铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂达成安培水平−0.2 VgydF4y2B一个vs。gydF4y2B一个流值(无花果。gydF4y2B一个2 fgydF4y2B一个)。gydF4y2B一个
NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个也没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个被纳氏比色定量检测试剂法和离子色谱法,分别为(补充图。gydF4y2B一个S15gydF4y2B一个)gydF4y2B一个28gydF4y2B一个,gydF4y2B一个29日gydF4y2B一个。分析了气体产品在反应通过气相色谱法和电化学在线质谱(oem)gydF4y2B一个30.gydF4y2B一个。没有NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个生产检测和剥夺了NH的数量gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个在这工作是微不足道的。(补充图。gydF4y2B一个S16gydF4y2B一个),以便找出公司内容的影响gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR活动,CuCo双金属催化剂与不同的铜/公司比率是准备,即、铜gydF4y2B一个65年gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个35gydF4y2B一个和铜gydF4y2B一个15gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个85年gydF4y2B一个。如无花果所示。gydF4y2B一个3gydF4y2B一个0 V的潜在应用,NH的法拉第效率gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个(gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个),没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}\)gydF4y2B一个在纯铜分别为32%和60%,分别。没有相应的摩尔比率gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个高出7倍(无花果。gydF4y2B一个3 cgydF4y2B一个),建议的积累gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个由于低动能的*gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个加氢* NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个在铜表面。与铜的有限公司,gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个和NH的几何归一化电流密度gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产(gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个(图)都有显著提高。gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个一个,gydF4y2B一个bgydF4y2B一个)。观察火山形状和最高的gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{NH}} _ {3}} \)gydF4y2B一个在获得铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(即。,347米A cm−2gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个和88%gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个),比单本位制的铜(即高十倍。马,34厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个和32%gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个),近17倍单本位制的公司(即催化剂。马,21厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个和84%gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个)。此外,没有的摩尔比率gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个表现出大幅下降从7到0.6为公司内容(图从0提高到100%。gydF4y2B一个3 cgydF4y2B一个)。这个观察表明,整合公司进一步增强*gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个加氢成NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个。此外,当公司的比率增加了超过50%,gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个保持不变,但gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {j}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个急剧下降,这表明一个温和的铜/公司比率很重要保持NH的高催化性能gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产。电化学表面积(ECSA)发起也是衡量(补充无花果。gydF4y2B一个S17fgydF4y2B一个,gydF4y2B一个S18bgydF4y2B一个),所有的催化剂都可比ECSA。发起最大ECSA归一化电流密度对NH发起gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产(gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3} ({{{{rm \ {ECSA}发起}}}})}\)gydF4y2B一个在铜)获得gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S19gydF4y2B一个),这表明这对NH催化剂内在活性最高gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产。gydF4y2B一个
澄清的可能gydF4y2B一个14gydF4y2B一个N污染、电解质的电解不自由gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个离子和小NH执行gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产(补充图。gydF4y2B一个S20gydF4y2B一个)。gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个在没有解决方案gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个离子超过150倍高于电解液不自由gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个。的内容gydF4y2B一个14gydF4y2B一个NHgydF4y2B一个4gydF4y2B一个+gydF4y2B一个还分析了gydF4y2B一个1克ydF4y2B一个H NMR测试gydF4y2B一个29日gydF4y2B一个,gydF4y2B一个31日gydF4y2B一个并gydF4y2B一个cagydF4y2B一个。4.62更易厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。结果是接近的光度分析(4.75更易厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)(补充图。gydF4y2B一个S21dgydF4y2B一个),并证实的可靠性量化方法用于这项工作。典型的两座山峰gydF4y2B一个15gydF4y2B一个NHgydF4y2B一个4gydF4y2B一个+gydF4y2B一个电解后的gydF4y2B一个15gydF4y2B一个没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个也建议北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个产品确实来自electrocatalytic减少gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S21egydF4y2B一个)。gydF4y2B一个
众所周知,应用的潜在影响产品的选择性gydF4y2B一个13gydF4y2B一个,所以我们调查的影响向没有应用潜力gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR(无花果。gydF4y2B一个3 d, egydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S22gydF4y2B一个)。的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个η290 mV时大约是51% (0.4 V)铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个。η是相对低得多的比最先进的催化剂在文献中报道(图。gydF4y2B一个3 fgydF4y2B一个和补充表gydF4y2B一个S2gydF4y2B一个)。当η达到590 mV (0.1 V)gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个在铜得到了约65%gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个3 dgydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S23gydF4y2B一个)。相比之下,gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个约21%在铜0.1 V(无花果。gydF4y2B一个3 dgydF4y2B一个),没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个为主要产品。随着电极电位改变消极,中间没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个迅速减少(补充图。gydF4y2B一个S23gydF4y2B一个)。−0.2 V的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个达到100±1%,gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个马达到1035厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S24bgydF4y2B一个),对应于一个北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个更易与产量4.8厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个两个和八倍的获得单本位制的公司和铜(图。gydF4y2B一个3 egydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S25gydF4y2B一个),分别。基于电荷CuCo期间消耗的电沉积镍泡沫基质,NH的质量活动gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个收益率(gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \{收益率}}}}}}_ {{{{{rm \{质量}}}}},{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个)铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个据估计大约960更易与ggydF4y2B一个猫gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在0.2 V。获得的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \{收益率}}}}}}_ {{{{{rm \{质量}}}}},{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个有点低估了由于氢进化期间观察CuCo电沉积。应该注意的是,北半球的生产gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个从electrocatalytic没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR目前在实验室规模。更多的后续试验测试和扩大工作需要满足工业需求。根据初步计算,我们认为我们的工作受亚硝酸还原酶的双官能团的特性,提供了一个新的期望和显示一个伟大的前景,进一步发展后,可以与成熟的竞争。哈勃-博施方法gydF4y2B一个12gydF4y2B一个,gydF4y2B一个32gydF4y2B一个目前显示了一个gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \{收益率}}}}}}_ {{{{{rm \{质量}}}}},{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个ca 200更易与ggydF4y2B一个猫gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个hgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在工业规模。潜在的窗口gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个90%以上是宽,范围从0.1−−0.4 V(无花果。gydF4y2B一个3 dgydF4y2B一个)。十电解周期恒定电位进行检查铜的稳定性gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个3 ggydF4y2B一个),结果显示稳定gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个超过90%的周期。根据SEM分析,收益率为NH的衰败gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个会由于nanosheet聚集后连续循环测试(补充图。gydF4y2B一个S26agydF4y2B一个b)。此外,XRD(补充图。gydF4y2B一个S26cgydF4y2B一个)和XPS(补充图。gydF4y2B一个S26dgydF4y2B一个,gydF4y2B一个egydF4y2B一个)分析也连续回收后的样品进行测试,结果表明化学成分和氧化态的变化可以忽略不计,这证实了优秀的催化剂的稳定性。gydF4y2B一个
的浓度不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在实际废水可以从0.88变化更易与LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个1.95摩尔LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个33gydF4y2B一个。因此,没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个执行在一个广泛的没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个浓度(1 - 100更易与LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)。的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个保持95%以上在整个范围的没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个浓度(补充图。gydF4y2B一个S27gydF4y2B一个−0.1 V)。无gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在铜RR在中性条件下进行gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂在−0.2 V 0.1 KNO的电解质溶液gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个+ 0.5 KgydF4y2B一个2gydF4y2B一个所以gydF4y2B一个4gydF4y2B一个。的电流密度gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个在中性条件下高于单本位制的铜和有限公司的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个超过90%(补充图。gydF4y2B一个S28gydF4y2B一个)。这些实验证明了优秀的铜的性质gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个对没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在各种环境废水系统恢复。在批处理条件下初始硝酸盐浓度的100更易与LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个(gydF4y2B一个cagydF4y2B一个。6200 ppm)的还原电位−0.1 V和10 h后,硝酸盐的去除效率达到99.5%,gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个96%(图。gydF4y2B一个3 hgydF4y2B一个)。其余的没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在解决方案是31 ppm远低于限制固定由世界卫生组织饮用水,(即。,50 ppm)gydF4y2B一个34gydF4y2B一个。几个流程可以考虑进一步提取NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个,如空气剥离、离子交换、鸟粪石沉淀等。gydF4y2B一个35gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
电化学原位红外光谱,发光物和DFT计算进行了阐明反应机理以及不同的活动的起源之间观察到的催化剂。gydF4y2B一个
电化学原位红外光谱分析gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RRgydF4y2B一个
电化学薄层溶液中的原位红外光谱可以追踪中间体在电极之间的薄层(厚度约10μm)和红外窗口和物种吸附在电极表面gydF4y2B一个36gydF4y2B一个。参考光谱(RgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个)在参考电位(gydF4y2B一个EgydF4y2B一个RgydF4y2B一个首先获得,0.4 V),然后走到研究潜力潜力(gydF4y2B一个EgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个)和收集工作光谱(RgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个)。由此产生的光谱被表示为相对反射率的变化:ΔR / R = (RgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个- rgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个)/ RgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个。因此,向下的乐队在生成的光谱显示没有的形成gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个中间体在gydF4y2B一个EgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个向上,而乐队指的是消费的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个。红外光谱峰观察铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个、铜、和公司编制补充表gydF4y2B一个S3gydF4y2B一个。见图。gydF4y2B一个4gydF4y2B一个在潜在的范围从0.4−0.2 V,吸收乐队被分配到中间体出现在电解液中,由于吸收波数的乐队是独立的工作潜力gydF4y2B一个37gydF4y2B一个。在无花果。gydF4y2B一个4gydF4y2B一个,五个明显吸收乐队出现在铜的红外光谱gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个即(1)在0.2 V的工作潜力,接近爆发的潜力LSV曲线向上吸收乐队在1392和1354厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个分别赋予N-O对称和非对称伸缩振动的没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个38gydF4y2B一个,表明消费的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在薄层物种;(2)同时,向下的乐队在1236厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个出现并被归因于N-O反对称伸缩振动的gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个39gydF4y2B一个,表示没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个形成从gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少;(3)与潜在负面迁移到0.1 V,另一个中间发现约1110厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个是归因于-N-O -羟胺的伸缩振动(NH吗gydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦)gydF4y2B一个39gydF4y2B一个,gydF4y2B一个40gydF4y2B一个NH的关键中间体gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个形成;(4)向上乐队1638厘米左右gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个是由于电解水制氢参与hydrodeoxidation负责不是吗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在薄层的解决方案gydF4y2B一个41gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
红外光谱收集铜(无花果。gydF4y2B一个4 bgydF4y2B一个)非常类似于铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂的的,这表明gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个催化剂的RR行为相似。然而,没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在铜消费潜力为0.1 V 100 mV铜比得到的更多的负面gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个与后者,表明一个更好的动力。此外,负面转变的工作潜力,乐队没有强度gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个相对强度之和gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个和NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦,生产(即gydF4y2B一个\ \(压裂{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {2} {{{{rm \{哦}}}}}}+ {{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}\)gydF4y2B一个)铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个大幅下降,而gydF4y2B一个\ \(压裂{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {2} {{{{rm \{哦}}}}}}+ {{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}\)gydF4y2B一个比几乎是独立的潜在铜(无花果。gydF4y2B一个4 dgydF4y2B一个)。这两种现象,即。,NH的外观gydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦没有成立后gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个和NH的增加gydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦的消耗为代价的gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个,建议* NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦的深度加氢得到*gydF4y2B一个2gydF4y2B一个42gydF4y2B一个。的gydF4y2B一个\ \(压裂{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {2} {{{{rm \{哦}}}}}}+ {{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}\)gydF4y2B一个比在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个远远低于在铜催化剂,表明合金铜的公司会极大地提高加氢*没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个NH最终产品gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个在铜/合金催化剂。因此我们猜测,负责公司网站的变化gydF4y2B一个\ \(压裂{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {2} {{{{rm \{哦}}}}}}+ {{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}\)gydF4y2B一个比,由于其良好的质子的吸附能力(* H),因为它将在下一节中,推动hydrodeoxidation *gydF4y2B一个2gydF4y2B一个* NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个根据方程式哦。(gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个)和(gydF4y2B一个4gydF4y2B一个):gydF4y2B一个43gydF4y2B一个
纯Co(无花果。gydF4y2B一个4摄氏度gydF4y2B一个),没有任何的光谱带gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR检测到潜在的消极工作转移到0 V。没有没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在公司没有催化剂提出了一个低gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个积累在薄层的解决方案,很确凿首先从K-L方程获得的结果,公司更倾向于执行连续加氢催化剂gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个通过8个电子转移和第二高峰S2地区低塔费尔斜率数据。gydF4y2B一个
与薄层原位红外光谱相比,原位衰减全反射红外光谱分析(ATR-FTIR)是更敏感的信号在催化剂的表面吸附物种gydF4y2B一个44gydF4y2B一个。两个弱振动频段的吸附没有在两个不同的吸附模式(“桥”和“上”)被发现在1557年和1639厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂(补充图。gydF4y2B一个S29agydF4y2B一个)gydF4y2B一个38gydF4y2B一个,gydF4y2B一个45gydF4y2B一个。有趣的是,一个向下的乐队中心2109厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在没有观察0.5 VgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个自由在铜电解液gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个4 egydF4y2B一个),带中心负转移到2085厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个−0.4 V,产生鲜明的周转周期为26.7厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个VgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。这些红外特性可以归因于吸附铜* HgydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个表面,也表示* H吸附铜的增强gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个表面在更高的η,与报道的研究一致gydF4y2B一个46gydF4y2B一个,gydF4y2B一个47gydF4y2B一个。* H观察铜的事实gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个和公司(约2110厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个)(图。gydF4y2B一个4 e, ggydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S30cgydF4y2B一个在铜(图),而缺席。gydF4y2B一个4 fgydF4y2B一个和补充图。gydF4y2B一个S30bgydF4y2B一个在铜),表明* HgydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个主要是由于水在公司网站上分离。潜在的消极转变时,Co-H强度逐渐提高,证明更多* H生成进而增强hydrodeoxidation反应和降低了gydF4y2B一个\ \(压裂{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}{{{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {2} {{{{rm \{哦}}}}}}+ {{{{{rm \{我}}}}}}_ {{{{{{rm \{没有}}}}}}_ {2}^ {-}}}\)gydF4y2B一个比率值。波数归因于* H公司略高于铜的一个gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个,显示更强的亲和力的* H纯公司催化剂。在不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个,Co-H仍出现在光谱纯Co(补充图。gydF4y2B一个S30cgydF4y2B一个),而这是铜的光谱中消失了gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S30agydF4y2B一个)。这可能是解释的事实* H公司网站上可能会迅速吸附的吸附抑制gydF4y2B一个x,gydF4y2B一个然后吸附氢可以与等量的*没有反应gydF4y2B一个xgydF4y2B一个附近的铜网站给予很高的反应动力学。单本位制的公司,活跃网站多半被* H防止物种的吸附gydF4y2B一个xgydF4y2B一个在催化剂的表面,导致弱的活动。活性氢的存在(H *)在反应过程中也验证了电子顺磁共振(EPR)分析铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂(补充图。gydF4y2B一个S31gydF4y2B一个)使用5,5-dimethyl-1-pyrrolinegydF4y2B一个NgydF4y2B一个氧化(DMPO)作为自旋陷阱gydF4y2B一个48gydF4y2B一个。电子顺磁共振信号的强度DMPO-H加合物的铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个催化剂降低硝酸加入电解液时,表明在没有活性氢的消耗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR。这些结果与ATR-FTIR分析一致。基于薄层原位红外光谱与ATR-FTIR分析的耦合,因此,我们提出以下途径gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR在铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个:不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个→*没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个→*没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个→* NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦→* NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个,* H公司网站上可以促进深层hydrodeoxidation没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个对NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦。gydF4y2B一个
杰出人物的分析不gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RRgydF4y2B一个
电化学原位红外光谱谱提供的反应中间体仍不足以找出没有的整体路线图gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR以NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个这一目标,杰出人物收集催化剂的光谱探针反应催化剂的表面。补充表gydF4y2B一个S4gydF4y2B一个编译期间观察到的拉曼散射峰gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个、铜、Au@SiO有限,没有检测到gydF4y2B一个2gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S32gydF4y2B一个)。波数低于750厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个对应的主要催化剂表面的化学性质gydF4y2B一个43gydF4y2B一个。发光物光谱的铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个、铜、和公司,在本节中,综述了和图所示。gydF4y2B一个5gydF4y2B一个。在0.6 V,特有的乐队在625厘米gydF4y2B一个1gydF4y2B一个与铜gydF4y2B一个2gydF4y2B一个OgydF4y2B一个49gydF4y2B一个观察铜和铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个5 a、bgydF4y2B一个),表明部分氧化的催化剂表面由于空气博览会之前没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR;这些结果与XPS数据一致。工作可能下降到0.3 V,乐队铜的强度gydF4y2B一个2gydF4y2B一个O逐渐萎缩,达到714厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个出现在替代和自由Cu-OH的弯曲模式gydF4y2B一个广告gydF4y2B一个50gydF4y2B一个,gydF4y2B一个51gydF4y2B一个没有之前,表明逐步减少铜gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR开始发生在0.2 V。除此之外,乐队在431厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个可以分配给Cu-O吗gydF4y2B一个xgydF4y2B一个由于氮氧化物在铜表面的吸附gydF4y2B一个51gydF4y2B一个和乐队的强度增加潜在的负面。有限公司(无花果。gydF4y2B一个5度gydF4y2B一个在568厘米),一个乐队gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个也观察到,与Co-O的形成gydF4y2B一个xgydF4y2B一个由相同的氮氧化物催化剂表面的吸附物种gydF4y2B一个52gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
此外,没有信号gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个及其中间体减少吸附在催化剂的表面光谱中观察到750至1700厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。的潜在减少0.7−0.1 V,几个高峰出现在序列上的铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个(无花果。gydF4y2B一个5 dgydF4y2B一个)即(1)开路电位((OCP)和0.7 V,唯一明显的峰值在1049厘米左右gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个是由于不对称的吗gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个从解决方案没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种gydF4y2B一个53gydF4y2B一个。(2)潜在的下降到0.4 V时,gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种的解决方案开始吸附铜的表面gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个因为四个高峰出现在三个不同的形式从硝酸unidentate没有伸缩振动接近998厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个没有的,对称和反对称伸缩振动gydF4y2B一个2gydF4y2B一个集团从螯合硝基配置1125和1254厘米左右gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个54gydF4y2B一个,N = O伸缩振动架桥硝基关闭1439厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个分别gydF4y2B一个55gydF4y2B一个。(3)工作潜在负面进一步转移到0.2 V,不对称gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个*没有的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个出现约1028厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个56gydF4y2B一个,gydF4y2B一个57gydF4y2B一个和对称弯曲振动附近的海航1315和1374厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个是明显的;gydF4y2B一个55gydF4y2B一个,gydF4y2B一个57gydF4y2B一个N = O段HNOgydF4y2B一个56gydF4y2B一个可以看到大约1540厘米吗gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。(4)潜在的负面进一步转移到0.1 V时,HNO峰值附近的1540厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个迅速消失;与此同时,海航的NH的反对称弯曲振动gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个在1591厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个出来gydF4y2B一个58gydF4y2B一个,这表明一个高效的NH的形成gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个从HNO hydrodeoxidation。gydF4y2B一个
铜和钴催化剂的发光物光谱(补充图。gydF4y2B一个S33a,gydF4y2B一个bgydF4y2B一个)类似于铜之一gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个,但一个新的峰值接近800厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个相关的弯曲振动gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个组只在铜(补充图观察。gydF4y2B一个S33agydF4y2B一个)gydF4y2B一个26gydF4y2B一个。这可能是由于没有积累gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个铜表面由于其物种附近的深没有能力差gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个hydrodeoxidation属性。的强度gydF4y2B一个\({\ν}_ {{{{{{rm \{年代}}}}}}({{{{{rm \ {N}}}}}} {O} _ {3} ^ {-})} \)gydF4y2B一个从没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种在解决方案有限公司在低过电压在铜相似gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个和铜带的强度上所有的中间体形成公司很弱(补充图。gydF4y2B一个S33bgydF4y2B一个),即一个低数量的*gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种及其衍生物吸附在表面。它可以合理推测的亲和力* H公司表面物种是如此强烈,公司催化剂的主要活性中心被* * H物种导致低覆盖率gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种,将gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个接近85%(无花果。gydF4y2B一个3 bgydF4y2B一个)为代价较低的电流密度gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个马RR 25.4厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S24agydF4y2B一个)在0 V。同样,* H物种对铜表面非常弱,最活跃的网站被*没有占领gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种,导致相对高的电流密度达104.8厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个(补充图。gydF4y2B一个S24agydF4y2B一个),但不能令人满意gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个32%(图。gydF4y2B一个3 bgydF4y2B一个)。因此只有在平衡报道的H和* *gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个物种,令人满意gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个和gydF4y2B一个jgydF4y2B一个可以同时获得,这是铜的情况gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个在哪里gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个和gydF4y2B一个jgydF4y2B一个分别为88% 394.6 mV。gydF4y2B一个
结合电化学原位红外光谱和发光物光谱分析,gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR通路上铜、Co和CuCo提出了一系列脱氧反应按照以下路径,没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个→*没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个→*没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个→*不,伴随着一系列的加氢反应:*没有→*能剧→* NHgydF4y2B一个2gydF4y2B一个哦→* NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个→NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
DFT计算gydF4y2B一个
基于上述所有观察和揭示gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个铜、RR机制有限公司在原子级别CuCo,密度泛函理论(DFT)进行了计算和吉布斯自由能(ΔG) *gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个物种及其衍生物在铜(111),公司(111年)和CuCo(111)表面呈现在图。gydF4y2B一个6gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
在热力学方面,速率决定步骤(RDS)铜(111),公司(111年)和CuCo(111)是最初的*gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个吸附步骤和较低的能量需要CuCo (111) (0.17 eV),比铜(111)(0.61 eV),公司(111)(0.34 eV),显示更强的吸附gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种CuCo (111)gydF4y2B一个15gydF4y2B一个,gydF4y2B一个59gydF4y2B一个。有趣的是,最初的ΔG *gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个物种有限公司(111)低于一个获得铜(111),这将导致更好的没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR表演。然而,这个结果反驳的事实gydF4y2B一个\({\埃塔}_ {{@10 {{{{{rm \{马}}}}}}{{{{{rm \{厘米}}}}}}}^ {2}}\)gydF4y2B一个没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR在铜503 mV更积极比公司(gydF4y2B一个\({\埃塔}_ {{@10 {{{{{rm \{马}}}}}}{{{{{rm \{厘米}}}}}}}^ {2}}\)gydF4y2B一个690 mV)。这种不一致可以解释为一个强大的竞争* H物种催化剂网站的表面含氮物种相比,证明了原位红外光谱和发光物分析。事实上,公司是在没有能够促进加氢gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR原位转移* H物种gydF4y2B一个13gydF4y2B一个* H物种,因其良好的吸附性能gydF4y2B一个60gydF4y2B一个。然而,过度吸附* H的覆盖可以减少*gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个物种及其中间体,从而削弱了对没有电化学活性gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR。相比之下,*的ΔG没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个和* H公司(111)(图。gydF4y2B一个6 bgydF4y2B一个和补充表gydF4y2B一个S11gydF4y2B一个),* H的吸附是强,但没有的吸附gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个是可怜的。公司的铜原子,电子结构改变,提高吸附的gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个物种CuCo(111)而且,公司网站的部分替代铜网站也减少了* H物种的报道。gydF4y2B一个
基于结果的理解上面所讨论的,电子在铜的再分配gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个促进了电子传输速率、天马行空的催化动力学gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR(补充无花果。gydF4y2B一个S6gydF4y2B一个,gydF4y2B一个S7gydF4y2B一个)。公平的报道* H和*gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个同时获得较高的物种是重要的gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个和gydF4y2B一个\ ({j} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个。互调的铜和铜有限公司网站gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个可以平衡之间的吸附能* H和*没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个物种,不仅降低的能量势垒gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少,还通过提高加氢能力与增强* H吸附与纯铜相比,同时避免过度* H占领活动网站相比,纯Co。gydF4y2B一个
最后,我们提出了一种新颖的铜催化剂能够模仿的铜核心中心Cu-NIR electrocatalytic没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少。增加公司与nanosheets铜micro-pine结构形成和增强戏剧性的质子的可用性在催化剂的表面从水的电解,导致一个几乎完整的NH的法拉第效率gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产马ampere-level电流密度为1035厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个−0.2 V。这个过程表现出较高的活动,可以作为一种可持续和环保提出互补NH路线gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产。在批处理条件下,催化剂能够实现gydF4y2B一个\ ({{{{{rm \ {FE}}}}}} _ {{{{{{rm \ {NH}}}}}} _ {3}} \)gydF4y2B一个96%和99.5%的硝酸盐的去除,从一个初始浓度6200 ppm,达成最终的浓度31 ppm 10 h后的反应,低于限制固定由世界卫生组织饮用水。机制相结合建立了原位红外光谱和发光物光谱调查和DFT计算。铜和之间的协同作用可以减少能量势垒高的速率决定步骤初始*gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个铜吸附步骤,由于监管的电子结构。加氢的ΔG中间物种,*gydF4y2B一个xgydF4y2B一个,也可以减少由于简单* H物种Co的吸附比铜(111)(111)。我们提出合理的控制* H吸附在表面的双金属催化剂的关键是管理从没有进一步吸附中间体gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR实现出色的性能。这一发现可以提供一个额外的维度来研究表面adsorption-modulated双金属催化剂高活性hydrodeoxidation反应和可以提供一个发展的新策略多组分的NH异构催化剂有效gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个生产和废水处理。gydF4y2B一个
方法gydF4y2B一个
铜的制备gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个、铜、和催化剂gydF4y2B一个
催化剂是准备通过电沉积过程的电流密度下马50厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个300年代的两个电极系统板被用来作为对电极和铂镍泡沫作为工作电极。倪泡沫用丙酮和乙醇预处理,然后用超纯水反复冲洗和干下加热灯。沉积电解质(50毫升)由0.015 M柠檬酸三钠的五水化物CuSO解决方案和50毫米gydF4y2B一个4gydF4y2B一个+ CoSOgydF4y2B一个4gydF4y2B一个61年gydF4y2B一个,gydF4y2B一个62年gydF4y2B一个。的铜gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个与铜催化剂:公司65:35比率,五五开,15:85,指示为铜gydF4y2B一个65年gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个35gydF4y2B一个、铜gydF4y2B一个50gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个50gydF4y2B一个,铜gydF4y2B一个15gydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个85年gydF4y2B一个,沉积得到解决方案与CuSO的比率gydF4y2B一个4gydF4y2B一个以CoSOgydF4y2B一个4gydF4y2B一个比例、45:55 10:90,分别。铜和钴催化剂的准备。准备纯铜和铜催化剂遵循相同的步骤gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个合成,只有CuSO除外gydF4y2B一个4gydF4y2B一个或CoSOgydF4y2B一个4gydF4y2B一个解决方案是在电镀的解决方案。催化剂终于用超纯水清洗和干燥的基于“增大化现实”技术的保护下。gydF4y2B一个
材料表征gydF4y2B一个
形貌和元素组成特征使用扫描电子显微镜(SEM,蔡司σ),能量色散x射线光谱仪的操作电压15千伏。晶格排列观察使用一个高分辨率透射电子显微镜(HRTEM, FEI-Tecnai G2 F20)加速电压200 kV。分析了化学成分的电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES,热费舍尔iCap 7000)。SmartLab-SE x射线衍射仪(XRD)和Cu-Kαx射线源用于晶体材料的结构分析。Al Ka x射线兴奋热费希尔科学Nexsa x射线光电子能谱仪(XPS, Nexsa)是用于化学状态分析。XPS谱都是修正的C 1 s谱线284.8 eV。x射线吸收精细结构(XAFS)光谱在铜K-edge和Co K-edge获得1 w1b beamline北京同步辐射装置(BSRF)在2.5 GeV和250 mA。标准数据处理,包括能量校准和光谱归一化的原始光谱进行使用雅典娜软件。gydF4y2Ba
电化学测试gydF4y2B一个
使用自行研制的电化学测量进行系统连接到气760 e工作站(Chenhua、上海)在一个自制的h形细胞(117年由全氟磺酸膜;磁力搅拌的1000 rpm)。根据报道117年全氟磺酸预处理过程。的铜gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个/镍泡沫(0.5厘米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个×0.5厘米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个)作为工作电极,铂盘电极和Hg / HgO(满1 M KOH溶液)被用作计数器和参考电极,分别。在测试之前,所有的催化剂都electro-reduced−0.2 VgydF4y2B一个vsgydF4y2B一个。流值在1米600年代KOH溶液来消除表面氧化。1米KOH水溶液包含不同的了解gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个浓度(5、10、50、100毫米)被用作电解质(30毫升)。电解液是洋溢着Ar清除OgydF4y2B一个2gydF4y2B一个和NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个10分钟前实验。电化学线性伏安法(LSV)曲线得到在一个单一的细胞。电流密度是归一化几何电极面积(0.25厘米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个)除非另有说明。的循环伏安法在电化学双层电容(C曲线gydF4y2B一个戴斯。莱纳姆:gydF4y2B一个)决心以一个潜在的窗口,没有感应电流的过程发生在1 M的电解质KOH在不同扫描速率的20岁,40岁,60岁,80和100 mVgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。所有的潜力转化为流值的参考范围gydF4y2B一个EgydF4y2B一个(VgydF4y2B一个vsgydF4y2B一个。流值)gydF4y2B一个=gydF4y2B一个EgydF4y2B一个(VgydF4y2B一个vs。gydF4y2B一个Hg / HgO)gydF4y2B一个+ 0.098 + 0.0591×pH值。请注意,NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个蒸发在1米KOH电解质(pH值13.6)在1小时电解可以忽略不计。gydF4y2B一个
动态评价gydF4y2B一个
的电化学动力学分析gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR执行基于Koutecky-Levich (K-L)方程,如情商所示。(gydF4y2B一个5gydF4y2B一个):gydF4y2B一个
在哪里gydF4y2B一个我gydF4y2B一个米gydF4y2B一个是测试电流;gydF4y2B一个我gydF4y2B一个KgydF4y2B一个的动态电流没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个减少;gydF4y2B一个ngydF4y2B一个是在反应中电子转移的数量;gydF4y2B一个FgydF4y2B一个法拉第常数,96485 C摩尔gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个;gydF4y2B一个DgydF4y2B一个代表的有效扩散系数0.1摩尔LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在25°C, 1.4×10gydF4y2B一个−5gydF4y2B一个厘米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个年代gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个;gydF4y2B一个υgydF4y2B一个代表水的运动粘度25°C, 1×10gydF4y2B一个−6gydF4y2B一个米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个年代gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个;gydF4y2B一个CgydF4y2B一个没有gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个浓度,更易与LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个;gydF4y2B一个ωgydF4y2B一个电极的速度,rpm。gydF4y2B一个
工作电极是准备如下:(1)5毫克的催化剂从铜粉掉下来gydF4y2B一个xgydF4y2B一个有限公司gydF4y2B一个ygydF4y2B一个/镍泡沫和分散于600年解决μL异丙醇+ 380μL超纯水+ 20μL 5%电解质溶液,然后用至少1 h得到均匀的油墨;(2)10μL墨水drop-casted到旋转圆盘电极(Ø0.196 cm2)加载0.255毫克gydF4y2B一个催化剂gydF4y2B一个厘米gydF4y2B一个−2gydF4y2B一个为进一步LSV分析速度不同(100、225、400和625 rpm)的扫描速率10 mVgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。铂电极和Hg / HgO电极是作为对电极和参比电极,分别。1摩尔L的水溶液中gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个KOH包含100更易与LgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个先gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个作为电解液。基于“增大化现实”技术被用来清除溶解OgydF4y2B一个2gydF4y2B一个和NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个从电解液。gydF4y2B一个
产品检测和计算效率gydF4y2B一个
北半球gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个奈斯勒试剂浓度是量化的方法gydF4y2B一个28gydF4y2B一个。的电解质电解后采样1 h第一次中和0.5 hgydF4y2B一个2gydF4y2B一个所以gydF4y2B一个4gydF4y2B一个然后混合6.25毫升超纯水和0.25毫升的奈斯勒试剂显色反应。混合溶液的吸光度测量的波长420 nm后在室温下保持30分钟。NH的定量gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个是由标准曲线,使用标准NHgydF4y2B一个4gydF4y2B一个在1 M KOH Cl解决方案。的gydF4y2B一个1克ydF4y2B一个H NMR (500 MHz)的决心gydF4y2B一个31日gydF4y2B一个也进行了量化gydF4y2B一个14gydF4y2B一个NHgydF4y2B一个4gydF4y2B一个+gydF4y2B一个和gydF4y2B一个15gydF4y2B一个NHgydF4y2B一个4gydF4y2B一个+gydF4y2B一个电解后−0.2 VgydF4y2B一个vsgydF4y2B一个。流值1 h。电解质是混合了0.4 HgydF4y2B一个2gydF4y2B一个所以gydF4y2B一个4gydF4y2B一个的比率500:125确保足够的NH的质子化作用gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个。然后,125年μl电解质或标准溶液混合稀释125μl 10毫米DMSO-D6顺丁烯二酸,50μl 4 M HgydF4y2B一个2gydF4y2B一个所以gydF4y2B一个4gydF4y2B一个,300μl HgydF4y2B一个2gydF4y2B一个O。gydF4y2B一个
无gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个也没有gydF4y2B一个2gydF4y2B一个−gydF4y2B一个在解决方案被离子色谱法(IC)定量测定。不可能的气体产品gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个−gydF4y2B一个RR,如HgydF4y2B一个2gydF4y2B一个NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个,不,不gydF4y2B一个2gydF4y2B一个NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个O, NHgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个(g)分析了使用气相色谱法(GC)和在线电解质谱(oem)gydF4y2B一个30.gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
感应电流的效率计算根据以下方程:gydF4y2B一个
在哪里gydF4y2B一个cgydF4y2B一个代表产品的浓度、摩尔厘米gydF4y2B一个3gydF4y2B一个;gydF4y2B一个VgydF4y2B一个阴极电解液gydF4y2B一个阴极电解液的体积,毫升;gydF4y2B一个问gydF4y2B一个费用消耗的总量,C。gydF4y2B一个
NH的收益率gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个按照下列公式计算:gydF4y2B一个
在哪里gydF4y2B一个年代gydF4y2B一个的面积是几何阴极,厘米gydF4y2B一个2gydF4y2B一个;gydF4y2B一个米gydF4y2B一个在阴极催化剂的质量;gydF4y2B一个tgydF4y2B一个电解时。gydF4y2B一个
电化学原位红外光谱反射分析gydF4y2B一个
电化学原位红外光谱反射光谱gydF4y2B一个44gydF4y2B一个。电化学原位薄层的那些时光Nexus 8700红外光谱测量进行Nicolet FTIR光谱仪配备液态NgydF4y2B一个2gydF4y2B一个冷却系统和MCT-A探测器。玻璃碳电极加载与催化剂作为工作电极,这是按垂直CaFgydF4y2B一个2gydF4y2B一个窗户板形成薄液层厚度约10μm。铂箔和Hg / HgO电极(满1 M KOH溶液)是作为对电极和参比电极,分别。传入的红外光束大约是符合正常的电极表面。除非另外注明,样品光谱是从200年平均干涉光谱分辨率的8厘米gydF4y2B一个−1gydF4y2B一个。参考光谱(右gydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个在0.4 V)收集,样品光谱(RgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个)收集潜在地区−0.2 V ~ 0.4 V,走100 mV。光谱被报告为ΔR / R = (RgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个−RgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个)/ RgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
衰减全反射原位红外光谱反射光谱gydF4y2B一个36gydF4y2B一个。镀金Si棱镜催化剂被组装到一个自制spectral-electrochemical细胞,含有一个碳板作为一个反电极和Hg / HgO电极作为参比电极。它被固定在一个自制的光学系统建立的那些时光Nexus 8700室的Nicolet FTIR光谱仪对电化学ATR-FTIR测量的入射角gydF4y2B一个cagydF4y2B一个。65°。ATR-FTIR光谱被报道在薄层原位红外光谱一样,除了RgydF4y2B一个裁判gydF4y2B一个是在0.5 V和RgydF4y2B一个年代gydF4y2B一个收集潜在的地区从0.5−0.4 V。gydF4y2B一个
杰出人物分析gydF4y2B一个
发光物光谱被记录在一个定制的原位拉曼spectroelectrolysis细胞使用XplorA共焦显微探针拉曼光谱仪(HORIBA Jobin Yvon)gydF4y2B一个63年gydF4y2B一个。激光的激发波长为637.8 nm和来自一个氦氖激光功率大约6 mW。电化学抛光黄金电极(直径3毫米)修改了10μL催化剂墨水10μL自制的独立黄金纳米粒子,这是建峰李教授提供的厦门大学,中国,和应用作为工作电极。Hg / HgO电极作为参比电极,铂丝作为对电极。一个长焦距目标(8毫米)×50使用放大。硅晶片(520.6厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2B一个)被用来校准前的喇曼频实验。发光物光谱得到使用四个测试了30年代的累积结果。gydF4y2B一个
EPR实验gydF4y2B一个
5,5-dimethyl-1-pyrrolinegydF4y2B一个NgydF4y2B一个氧化(DMPO)是用来捕捉不稳定的氢自由基形成DMPO-H加合物生成EPR谱gydF4y2B一个64年gydF4y2B一个。在实验中,5毫升电解质混合10μL DMPO,缺氧冒泡Ar,恒电位电解进行5分钟的h形细胞的保护下Ar。EPR测量是由力量EMX-10/12光谱仪操作在靠近9.5 GHz的频率、扫描宽度200 G和功率20 mW。gydF4y2B一个
DFT计算gydF4y2B一个
所有DFT计算与维也纳这项工作进行了从头开始模拟包(VASP)gydF4y2B一个65年gydF4y2B一个。选择和投影机augmented-wave(爪子)伪势处理core-valence交互gydF4y2B一个66年gydF4y2B一个。广义梯度近似(GGA) Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)被用来交换和相关的电子产品和平面波的截止能量是600 eVgydF4y2B一个67年gydF4y2B一个。在10能量收敛性判据gydF4y2B一个5gydF4y2B一个电动汽车和Hellmann-Feynman力小于0.01 eVgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个在每一个原子。铜的聚合单元细胞模型(3.64×3.64×3.64gydF4y2B一个3 gydF4y2B一个)有限公司(3.52×3.52×3.52 AgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个)和CuCo (3.78×3.49×3.49 AgydF4y2B一个3 gydF4y2B一个分别)被用于DFT计算。一个2×2的尺寸超晶胞的铜(111)(8.91×10.28 agydF4y2B一个2gydF4y2B一个),一个2×2的超晶胞(111)(8.62×9.95gydF4y2B一个2gydF4y2B一个)和一个2×2的超晶胞CuCo (111) (9.03×9.87 agydF4y2B一个2gydF4y2B一个)分别使用。这些vortex,包含三层构造和足够的真空15层厚度。结构优化,下面两层是固定和顶层完全放松gydF4y2B一个68年gydF4y2B一个。单位细胞几何优化,一个8×8×8 k-point分析使用。网格的3×3×1 k-point网是用于这些超晶胞计算gydF4y2B一个15gydF4y2B一个。所有分子的计算和中间物种有限公司(111)和CuCo与自旋极化(111)进行gydF4y2B一个69年gydF4y2B一个。偶极子在z方向修正包含在所有计算错误降到最低的总能量,因为模拟板的相互作用。自旋极化不考虑计算的中间物种铜(111)由于自旋极化并不影响铜(111)计算。gydF4y2B一个
数据可用性gydF4y2B一个
数据的原始数据在主手稿中可用figshare与标识符(s)gydF4y2B一个https://doi.org/10.6084/m9.figshare.21671075gydF4y2B一个。所有其他数据需要评估结论在纸中纸和补充信息或可以获得相应的作者以合理的要求。gydF4y2B一个
代码的可用性gydF4y2B一个
这项工作中所使用的代码可以从相应的作者获得合理的请求。gydF4y2B一个
引用gydF4y2B一个
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确认gydF4y2B一个
这项研究是由中国国家自然科学基金资助(国家自然科学基金委)(22002131号,Y.-Y.L)和中国博士后科学基金会(格兰特没有2020 m671963, Y.-Y.L)。X.-Y.H.感谢首尔国立大学、富有成果的讨论。我们感谢北京同步辐射装置(BSRF 1 w1b)帮助特征。gydF4y2B一个
作者信息gydF4y2B一个
作者和联系gydF4y2B一个
贡献gydF4y2B一个
Y.-Y.L。,J.-Y.F., & S.-G.S. contributed to the conception of the study. J.-Y.F. performed the experiments. S.-N.H. provided assistance with the HRTEM analysis. K.-M.Z. helped with the SHINERS analysis. G.L. helped with the electrochemical in situ FTIR analysis. Q.-Z.Z. performed the DFT calculations analysis. J.-Y.F. & Y.-Y.L. performed the data analyses and wrote the manuscript. X.-Y.H., O.A., & S.-G.S. contributed significantly to the analysis and manuscript preparation. The project was supervised by Y.-Y.L. and S.-G.S. All authors helped perform the analysis with constructive discussions.
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方,7月,郑,求出。卢,YY。gydF4y2B一个et al。gydF4y2B一个Ampere-level电流密度氨电化学合成使用CuCo nanosheets模拟亚硝酸还原酶双官能团的性质。gydF4y2B一个Nat CommungydF4y2B一个13gydF4y2B一个7899 (2022)。https://doi.org/10.1038/s41467 - 022 - 35533 - 6gydF4y2B一个
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