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Wettability control of defective TiO_(2)with alkyl acid for highly efficient photocatalytic ammonia synthesis

Nano Research 2023年第8期16卷 10770-10778页

作者： Renquan Guan Xueying Cheng Yunning Chen Zhengkai Wu Zhao Zhao Qingkun Shang Yingnan Sun Zaicheng Sun Faculty of Chemistry Northeast Normal UniversityChangchun 130024China Faculty of Physics Northeast Normal UniversityChangchun 130024China Instrumental Analysis Center Yancheng Teachers UniversityYancheng 224007China Center of excellence for environmental safety and biological effects Beijing Key Lab for Green Catalysis and SeparationFaculty of Environment and lifeBeijing University of TechnologyBeijing 100124China

ammonia is an important chemical raw material and non-carbon-based *** ammonia production technology as a mild alternative to the traditional Harbor–Bosch route is carried out at the air,liquid,and solid three-phase *** the activation of N_(2),depressing hydrogen evolution reaction(HER),and increasing the local N_(2) concentration around the catalyst surface are critical factors in achieving high conversion *** this paper,we proposed that defective TiO_(2)is surfacemodified by alkyl acids with different carbon chain lengths(C_(2),C_(5),C_(8),C_(11),and C_(14))to tune the catalyst surface *** defect sites greatly promote N_(2) adsorption and *** wettability of the catalyst can be regulated from hydrophilic to hydrophobic by the length of the alkyl *** hydrophobic surface enhances the N_(2) adsorption and increases the local N_(2) concentration due to its ***,it depresses the proton adsorption and ***,the nitrogen reduction reaction(NRR)is greatly *** the series of samples,they present a systematic change and have a maximal NRR performance for n-octanoic acid-defective TiO_(2)(C8-Vo-TiO_(2);Vo=oxygen vacancy).The rate of ammonia production can be as high as 392μmol·g^(−1)·h^(−1).This work provides a new strategy for efficient ammonia synthesis at the three-phase interface using photocatalyst technology.

关键词： aerophilic modification alkyl acids defective TiO_(2) photocatalytic ammonia synthesis

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