CuCo导电MOFs催化剂的制备及其氮还原性能 CuCo导电MOFs催化剂的制备及其氮还原性能研究

序号:709 赛区:京津冀赛区 得票数:0


氨(NH3)作为全球氮循环过程中的关键中间体,在农业、生物和工业活动中起着至关重要的作用。随着新能源领域的发展,氢气在可再生领域的大量运用,氨作为一种储氢物质,发挥着重要作用。目前,90%以上的NH3生产依赖于Haber-Bosch工艺,该存在条件苛刻、对设备要求高、能耗高、污染严重、转化率低等问题,开发出一种可替代的、可持续的、能够利用可再生资源在温和条件下还原N2合成NH3的绿色新工艺迫在眉睫。 然而,在传统催化NRR过程中,NH3的生成效率仍然存在两个主要问题。首先,由于N2分子中固有的四个键轨道(σg2p)和四个反键轨道(Πg*2p),因此N≡N键极难被活化与裂解(三键键能: 941 kJ mol-1)。此外,N2中第一个键的强裂解能(410 kJ mol-1)也严重阻碍着N2的加氢过程动力学。因此,开发一种新的途径以较低的解离能打破N≡N键,并以较低的动力学势垒促进N2的加氢是非常有必要的。 本项目针对传统催化剂存在的这两种主要问题,拟开发一种催化效率较高的、可持续的、能够利用可再生能源在温和条件下反应MOFs催化剂。以CuCo为金属骨架,制备CuCo基导电MOFs催化剂,通过调控材料的结构,探究材料结构–电催化性能的构效关系。本项目有望得高性能CuCo基导电MOFs催化剂,对电催化制氨催化剂的设计和制备提供借鉴意义。