TiO2纳米片/Ti3C2Tx MXene异质结在中性介质中增强电催化氮气还原反应
作者单位：山东科技大学
会议名称：《第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会》
会议日期：2021年
学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
关 键 词：电催化剂 N2还原反应 Ti3C2Tx MXene 原位生长 TiO2纳米片
摘 要：为了实现有效和具有成本效益的电催化N还原反应(NRR),需要开发具有高NH3产率和选择性良好的电催化剂。在这项工作中,提出了在高导电性TiCT MXene表面上原位生长TiO纳米片(NSs),以构建具有丰富活性位点的TiO/TiC-2T MXene复合材料,从而以优异的选择性有效地进行NRR合成NH。高导电性的TiCT MXene可以促进电子传输。同时,TiO NSs的原位形成不仅可以避免TiCT MXene微观堆积,而且可以提高TiCT MXene的比表面积。当在0.1 M NaSO电解质中进行测试时,TiO/TiCT MXene催化剂在-0.75 V与可逆氢电极(RHE)相比时可达到44.68%的高法拉第效率,而NH的收率则高达44.17μg h mgcat.在-0.95 V vs. RHE的条件下,并且该催化剂具有很强的电化学耐久性。此外,同位素标记实验以简单且经济的方式进行,在15N2饱和电解质实验中,检测到具有特定双峰的NH,这些结果表明,检测到的NH完全源自N的电化学还原,而不是源自NH或NO污染物。以上这项工作表明,MXene催化剂可通过与其他材料结合而介导,从而在室温下高效生产氨。