Phosphorization of α-Fe₂O₃ boosts active hydrogen mediated electrochemical nitrate reduction to ammonia
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Autor:in (Körperschaft)
Publikationsdatum
25.09.2024
Typ der Arbeit
Studiengang
Sammlung
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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Herausgeber:in (Körperschaft)
Betreuer:in
Übergeordnetes Werk
Small
Themenheft
DOI der Originalpublikation
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Reihe / Serie
Reihennummer
Jahrgang / Band
20
Ausgabe / Nummer
50
Seiten / Dauer
2406424
Patentnummer
Verlag / Herausgebende Institution
Wiley
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Zusammenfassung
Inexpensive iron-based materials are considered promising electrocatalysts for nitrate (NO₃−) reduction, but their catalytic activity and spontaneous corrosion remain challenges. Here, the α-Fe₂O₃ active surface is reconstructed by gradient phosphorization to obtain FePₓ with higher electrochemical activity. FeP₂.₀ optimizes the adsorption energy of NO₃- and its reduction intermediates, meanwhile promote the generation of active hydrogen (*H) but inhibit its generation of H₂. More importantly, Fe and P can serve as binding sites for NO₃- and *H, respectively, which improves the electron utilization of NO₃- deoxygenation and the efficiency of the subsequent hydrogenation for the selective synthesis of NH₃. 91.7% NO₃- conversion rate is achieved for the reduction of 100 mL 200 mg L-¹ NO₃−−N, 99.3% ammonia (NH₃ selectivity (yield of 1.79 mg h−¹ cm−2), and 91.4% Faraday efficiency in 3 h. The high-purity solid NH₄Cl is finally extracted by gas extraction and vacuum distillation (81.4% recovery). This study provides new insights and strategies for the conversion of NO₃− to NH₃ products over iron-based electrocatalysts.
Schlagwörter
Fachgebiet (DDC)
500 - Naturwissenschaften
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
Enddatum der Ausstellung
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Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
1613-6810
1613-6829
1613-6829
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Zukunftsfelder FHNW
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Peer-Review der ganzen Publikation
Open Access-Status
Closed
Lizenz
Zitation
HOU, Zhiang, Yixuan ZHANG, Hao CHEN, Jinnan WANG, Aimin LI und Philippe CORVINI, 2024. Phosphorization of α-Fe₂O₃ boosts active hydrogen mediated electrochemical nitrate reduction to ammonia. Small. 25 September 2024. Bd. 20, Nr. 50, S. 2406424. DOI 10.1002/smll.202406424. Verfügbar unter: https://irf.fhnw.ch/handle/11654/49818