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交流磁场对M-BTC材料电化学氮还原(NRR)性能的影响
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Effect of Alternating Magnetic Field on Electrochemical Nitrogen Reduction(NRR)Performance of M-BTC Materials
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    摘要:

    本文采用水热法合成了四种 MOFs催化剂,分别通过 XRD、SEM及 IR表征了催化 剂的组成和微观结构,进而研究了催化剂的NRR活性,最后探究了交流磁场对催化剂NRR活 性的影响及作用机制 . 结果表明:四种催化剂中,Fe-BTC 在-0.376 V(vs.RHE)和 80oC时具有 最高的氨产率和法拉第效率,分别为3.63×10-10 mol s-1 cm-2和0.31%;在恒电位下,当交流磁场 的强度为 4.355 mT,频率为 50 kHz 时,催化剂的氨产率和法拉第效率最大,分别为 3.61×10-9 mol s-1 cm-2和5.67%,比无磁场时分别提高约10倍和18倍,这种增效一方面源于交流磁场增加 了N2在Fe-BTC表面的吸附量,另一方面,交流磁场产生的感应电动势与电场本身的电势的叠 加作用,为NRR反应提供了额外能量所致.

    Abstract:

    In this paper,four kinds of MOFs catalysts were synthesized by hydrothermal method. The composi? tion and microstructure of the catalysts were characterized by XRD,SEM and IR,respectively. Then,the NRR ac? tivity of the catalysts was studied. The results showed that Fe-BTC had the highest ammonia yield and Faraday effi? ciency at -0.376 V(vs.RHE)and 80oC,with values of 3.63×10-10 mol s-1 cm-2 and 0.31%,respectively. Under constant voltage,when the alternating magnetic field intensity is 4.355 mT,frequency is 50 kHz,the catalyst ammonia production rate and efficiency of Faraday′s largest,were 3.61×10-9 mol s-1 cm-2 and 5.67%,respectively.This phe? nomenon is mainly due to the increase of the adsorption amount of N2 on the Fe-BTC surface by the alternating mag? netic field,and the superposition of the induced electromotive force generated by the alternating magnetic field and the electric potential of the electric field itself,which provides extra energy for the NRR reaction.

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高朋召 ,张佩 ,李玉玲 ,马冯 ,覃航 ,刘小磐 ,郭文明 ,肖汉宁 .交流磁场对M-BTC材料电化学氮还原(NRR)性能的影响[J].湖南大学学报:自然科学版,2022,49(6):162~171

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  • 在线发布日期: 2022-06-23
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