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通过C掺杂TiO?纳米粒子在环境条件下实现N?电催化固定为NH?

DOI：10.1039/C8NA00300A 期刊：Nanoscale Advances 出版年份：2019 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 传统的哈伯-博施工艺通过氮气和氢气工业合成氨能耗极高且伴随大量二氧化碳排放，因此寻找温和条件下更适宜的氨合成方法极具吸引力。电催化氮还原反应（NRR）为我们提供了一条环境友好且可持续的途径。本通讯报道掺碳二氧化钛纳米颗粒作为氮还原反应高效电催化剂具有优异选择性，在0.1 M硫酸钠电解液中于-0.7 V（vs可逆氢电极）电位下实现16.22 mg h?1 mgcat.?1的氨产率和1.84%的法拉第效率。此外该催化剂在电解和循环测试中展现出良好稳定性。
作者： Kun Jia，Yuan Wang，Qi Pan，Benhe Zhong，Yonglan Luo，Guanwei Cui，Xiaodong Guo，Xuping Sun
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在环境条件下，C掺杂TiO2纳米颗粒对N2电催化固定为NH3的过程，作为比传统哈伯-博施工艺更环保和可持续的替代方案。

研究成果

掺杂碳的二氧化钛纳米颗粒已被证实是一种有效的非贵金属电催化剂，在常温和常压下对氮还原反应（NRR）表现出优异性能：在0.1 M Na2SO4溶液中，相对于可逆氢电极（RHE）-0.7 V电位下，实现了16.22 mg h?1 mgcat.?1的氨产率和1.84%的法拉第效率。该研究为设计和开发具有增强电催化氮气还原性能的掺杂钛基催化剂开辟了新途径。

研究不足

该研究未涉及掺碳二氧化钛纳米颗粒在工业应用中的可扩展性，也未探讨其连续运行条件下的长期稳定性。

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