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酞菁钴纳米管的规模化生产:室温合成氨的高效和健壮的空心电催化剂( Scalable Production of Cobalt Phthalocyanine Nanotubes: Efficient and Robust Hollow Electrocatalyst for Ammonia Synthesis at Room Temperature )
UK Ghorai S Paul B Ghorai A Adalder A Gain nitrogen fixation ammonia nitrogen reduction nanotube cobalt phthalocyanine
电催化氨(NH3)，通过氮还原反应(NRR)在常压条件下合成，是一个有前途的替代著名的百年哈伯-博世法。设计和开发高性能的电催化剂是电化学NRR研究的迫切需要。特异性过渡金属基纳米结构催化剂因其具有较高的活性位、特异性、选择性和电子转移性等特点而成为这一领域的潜在候选材料。然而，由于其缺乏良好的组织形态，其活性、选择性和稳定性较低，使其难以产生较高的NH3产率和法拉第效率(FE)。本文采用可缩放溶剂热法合成了稳定的β-酞菁钴纳米管(NTs)，用于电化学NRR。化学合成的CoPc NTs具有较高的比表面积、较多的暴露活性位和较高的选择性，显示出良好的电化学NRR。结果表明，在-0.3V比RHE的0.1M HCl中，CoPc NTs的NH3产率为107.9μg h-1 mg-1cat,FE产率为27.7%。密度泛函理论计算证实，CoPc中的Co中心是电化学NRR的主要活性中心。本工作展示了中空纳米结构电催化剂用于N2固定成NH3的大规模开发。
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