华南师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.56Issue(1) :36-43.DOI:10.6054/j.jscnun.2024005

低结晶度B-Co304纳米颗粒电催化硝酸盐还原合成氨

Low-crystallinity B-Co3O4 Nano-particles for Electrocatalytic Nitrate to Ammonia

何景婷 祁贵生 杨琨 纪财利 贾裕胜 郭豫晋 张蓉蓉 李宁 王雅宁 曾中宇 樊小龙
华南师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.56Issue(1) :36-43.DOI:10.6054/j.jscnun.2024005

低结晶度B-Co304纳米颗粒电催化硝酸盐还原合成氨

Low-crystallinity B-Co3O4 Nano-particles for Electrocatalytic Nitrate to Ammonia

何景婷 1祁贵生 2杨琨 2纪财利 2贾裕胜 2郭豫晋 2张蓉蓉 2李宁 2王雅宁 2曾中宇 2樊小龙2
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作者信息

  • 1. 中北大学化学工程与技术学院/化工过程强化山西省重点实验室,太原 030051;太原工业学院理学系,太原 030008
  • 2. 中北大学化学工程与技术学院/化工过程强化山西省重点实验室,太原 030051
  • 折叠

摘要

采用简单的沉淀-煅烧工艺合成了 B-Co3O4 Nano-particles(NPs),研究了 B-Co3O4 NPs电催化硝酸盐还原合成氨(NitrRR)的性能.研究发现:在含0.1 mol/L NaNO3的NaOH(1 mol/L)溶液中进行电催化反应,B-Co3O4 NPs具有较高的电催化活性.当电压在-0.8 V(vs.RHE)时,获得20 mg/(h·cm2)的NH3产率和94%的法拉效应(FE).当电压在-0.6 V(vs.RHE)时,获得17.2 mg/(h.cm2)的NH3产率和95%的FE.电极材料B-Co3O4 NPs优异的电化学性能得益于B-Co3O4 NPs中的B-O键在电催化过程中能有效抑制析氢反应.较低的结晶度和特殊的多孔结构有效促进了 B-Co3O4 NPs对NO3-的吸附性和还原活性,也促进了电子的传输与转移过程.

Abstract

A simple precipitation calcination process was used to synthesize B-Co3O4 NPs and apply them as elec-trocatalytic reduction of nitrate by ammonia.Research has found that B-Co3O4 NPs have high electrocatalytic activi-ty and when the voltage is-0.8(V vs.RHE).It attains an impressive NH3 yield of 20 mg/(h·cm2)and 94%(FE).In NaOH(1 mol/L)solution containing 0.1 mol/L NaNO3.When the voltage is-0.6 V(vs.RHE),it cor-responds to a NH3 yield of 17.2 mg/(h.cm2)and 95%FE.The excellent electrochemical performance of electrode material B-Co3O4 NPs is attributed to the effective inhibition of hydrogen evolution reaction by B-O in the electro-catalytic process.The low crystallinity and special porous structure of B-Co3O4 NPs effectively improve the adsorp-tion and reduction activity of NO3,promoting electron transfer and transfer.

关键词

B-Co3O4NPs/电催化/硝酸盐/合成氨

Key words

B-Co3O4 NPs/electrocatalysis/nitrate reduction/ammonia synthesis

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基金项目

山西省科技攻关计划项目(202203021222284)

出版年

2024
华南师范大学学报(自然科学版)
华南师范大学

华南师范大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.413
ISSN:1000-5463
参考文献量21
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