硼掺杂钌纳米颗粒/石墨烯量子点功能化修饰钌纳米粒子/透明质酸-钌纳米粒子的研究制备

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氨的生产对化工业和农业的发展有至关重要的影响,此外氨也是一种有前景的储能物质.目前传统的工业哈伯法合成氨需要在高温高压条件下进行,并且在这一过程中会排放出大量CO2温室气体,对全球温室效应有不良影响,因此研究人员聚焦于研究环境友好的新型高效合成氨方法.由于氮气电还原合成氨的反应条件温和,使用可持续清洁能源以及易于调控等优点,相关的文献报道逐年增加.然而,非极性的氮气分子中氮氮三键键能极高,难以活化,导致目前报道的氮气电还原合成氨的产率和选择性很低,为此科研人员进行了大量的研究工作。

在相对标准氢-0.2 V电位下,硼掺杂钌纳米颗粒的产氨速率为71.1 μgNH3 mgcat.-1h-1,在相对标准氢-0.1 V电位下,法拉第效率达到23.3%,分别是钌纳米颗粒的产氨速率和法拉第效率的2.2倍和1.8倍.通过密度泛函理论计算发现,在钌中掺杂硼可以降低氮气合成氨反应的反应能垒并提高反应的选择性。

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