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(纯计算)苏州大学徐来团队ACS Nano: 在二维W2N3上三种金属团簇催化NRR

时间：2023-01-09 来源： 浏览：

(纯计算)苏州大学徐来团队ACS Nano: 在二维W2N3上三种金属团簇催化NRR

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2023年1月6日，ACS Nano在线发表了苏州大学徐来教授课题组的研究论文，题目为《Prediction of Three-Metal Cluster Catalysts on Two-Dimensional W2N3 Support with Integrated Descriptors for Electrocatalytic Nitrogen Reduction》。

在电催化氮还原反应(NRR)中，氮气(N2)是化学惰性的，很难破坏三键，随后的质子化步骤是极具挑战性的。 为了提高电催化NRR，需要合适的高选择性、高活性的催化剂 。在此研究中，作者筛选了大量的 由三个金属原子组成的团簇，将其锚定 到具有N空位的二维金属氮化物W2N3中，并计算了反应能量。在迄今所提出的催化剂中， VNiCu团簇具有最好的催化活性。 此外， Fe3和Fe2Co团簇也是优良的催化剂 。在所有情况下，都需要自旋极化来观察催化效应。建立了最佳的NRR路径，并确认其在溶剂存在下保持不变。研究发现三组描述符可以很好地预测材料的性质，并与NRR过电势呈现线性关系。

图1 金属团簇@NV-W2N3的结构构建
图2 金属 团簇@NV-W2N3的形成能
图3 金属团簇@NV-W2N3的N 和H吸附能
图4 不同金属间d轨道的COHP
图5 态密度分析
图6 过电势、 COHP、自旋磁矩与d带中心之间的关系

图7 NRR的反应路径

【 论文链接 】
Chen, S., Gao, Y., Wang, W. et al. Prediction of Three-Metal Cluster Catalysts on Two-Dimensional W2N3 Support with Integrated Descriptors for Electrocatalytic Nitrogen Reduction. ACS Nano , 2023 . https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10607

【其他相关文献】

[1] Jin, H., Li, L., Liu, X. et al. Nitrogen Vacancies on 2D Layered W2N3: A Stable and Efficient Active Site for Nitrogen Reduction Reaction. Adv. Mater ., 2019 , 31,  e1902709. https://doi.org/10.1002/adma.201902709
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