氧空位Co3O4纳米线阵列的制备及其高效电催化合成氨

作者：曹茂启; 吴大旺; 向丁玎; 罗小虎; 代虹镜; 龙成梅^*

来源：微纳电子技术, 2021, 58(12): 1114-1120.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2021.12.011

• 纳米线阵列
• Co3O4
• 氧空位
• 电化学氮还原反应(NRR)
• 电催化合成

室温下的电化学氮还原反应(NRR)为合成氨提供了一条温和的途径。然而,常温常压下电化学NRR的活性和选择性较差。过渡金属氧化物上的氧空位可以为N2分子的吸附和活化提供独特的活性位点。制备了一种氧空位Co3O4(V-Co3O4)纳米线阵列。喇曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试显示氧空位可以稳定地存在于V-Co3O4纳米线阵列上。电化学测试表明,V-Co3O4具有高效的电化学氮还原反应活性和选择性。在工作电极上施加-0.3 V时,氨的产量高达10.9μg·h-1·cm-2,法拉第效率为6.3%。这种低成本的过渡金属氧化物是有前途的固氮催化剂之一。

• 单位
  化学化工学院; 黔南民族师范学院