近日,南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院荊宇教授課題組在國(guó)際知名期刊《Journal of the American Chemical Society》(IF=15)在線發(fā)表了題為“Mechanistic Insights into Methylamine Electrosynthesis from CO2 and NO on Co-Based Dual-Atom Catalysts”的研究論文。化學(xué)工程學(xué)院博士研究生徐天澤為論文第一作者,化學(xué)工程學(xué)院荊宇教授、劉天陽(yáng)博士為通訊作者,南京林業(yè)大學(xué)為唯一通訊單位。
本研究中,作者通過(guò)恒電勢(shì)DFT計(jì)算和限制性AIMD模擬,系統(tǒng)地研究了MMA (甲胺)電化學(xué)合成的反應(yīng)機(jī)理。揭示了決速步的LH-step1是限制MMA電合成效率的主要?jiǎng)恿W(xué)瓶頸,并提出了中心金屬的親氫性對(duì)于MMA電合成的重要作用,此外,作者提出了決定MMA電合成活性和選擇性的三個(gè)關(guān)鍵因素:催化劑表面CO2和NO的吸附構(gòu)型呈現(xiàn)化學(xué)吸附;催化劑要具有額外的加氫位點(diǎn),有效降低LH機(jī)制第一步的動(dòng)力學(xué)能壘;催化劑要能抑制*NH2OH和*HCHO的過(guò)度還原。在此基礎(chǔ)上,作者提出了合理設(shè)計(jì)用于選擇性MMA合成的有效雙金屬催化劑的工作流程,該研究為電催化合成MMA提供了新的思路,同時(shí)也為雙原子催化劑的理性設(shè)計(jì)提出了重要的解決方案。
論文鏈接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c08979
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