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電化學(xué)固N(yùn)₂是一種可持續(xù)NH₃合成的有前途的策略，然而合理設(shè)計(jì)用于氮還原反應(yīng)(NRR)的高性能催化劑仍然具有挑戰(zhàn)性。

蘭州交通大學(xué)褚克團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種新型六邊形BN 量子點(diǎn)(BN QDs)修飾的Nb₂CT_x-MXene(BN QDs@Nb₂CT_x)NRR催化劑，該催化劑具有優(yōu)異的NRR活性。

蘭州交大褚克Small: BN QDs@Nb2CTx上的協(xié)同作用增強(qiáng)電催化氮還原

作者通過(guò)簡(jiǎn)單的自組裝策略制備出BN QDs@Nb₂CT_x催化劑。MXene邊緣暴露的金屬原子充當(dāng)N₂活化的活性位點(diǎn)；活性B原子也具有過(guò)渡金屬的“π反饋”過(guò)程，因此表現(xiàn)出高的NRR活性。

同時(shí)，B原子的缺電子性質(zhì)阻礙了H結(jié)合，有利于高NRR選擇性。通過(guò)將BN 的尺寸減小到量子點(diǎn)(QDs)，由此產(chǎn)生的具有豐富活性位點(diǎn)的BNQDs可以作為理想的活性物質(zhì)來(lái)掩蓋MXene表面官能團(tuán)，從而使MXene基面具有催化NRR活性。

此外，BNQDs 和 MXene載體之間的協(xié)同相互作用可以產(chǎn)生界面化學(xué)/電子耦合，以進(jìn)一步提高電催化活性。

BN QDs@Nb₂CT_x上NH₃產(chǎn)率為66.3 μg h^-1 mg^-1(-0.4 V)和16.7% (-0.3 V)的法拉第效率，性能優(yōu)于大多數(shù)最先進(jìn)的NRR催化劑，并且其具有出色的穩(wěn)定性(連續(xù)反應(yīng)24 h，NH₃產(chǎn)率幾乎不下降)。

DFT計(jì)算表明，BNQDs和Nb₂CT_x的協(xié)同相互作用能夠構(gòu)建獨(dú)特的界面B位點(diǎn)，其作為NRR催化中心能夠增強(qiáng)N₂活化、降低反應(yīng)能壘并抑制HER反應(yīng)。

Synergistic enhancement of electrocatalytic nitrogen reduction over boron nitride quantum dots decorated Nb₂CT_x-MXene. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202102363

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/2c57350169/

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