作者:楊春明 核稿:甄延忠
近日,我校延能-延大綜合能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院和陜北多能融合現(xiàn)代能源體系未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院在國(guó)際頂級(jí)期刊Science China Chemistry(中科院一區(qū)TOP,IF 10.138)上發(fā)表了題為“Selenium vacancies regulate d-band centers in Ni3Se4 toward paired electrolysis in anion-exchange membrane electrolyzers for upgrading N-containing compounds”的學(xué)術(shù)論文。Science China Chemistry由中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金共同主辦,《中國(guó)科學(xué)》雜志社出版,并與Springer出版集團(tuán)合作面向海外發(fā)行。期刊主要報(bào)道化學(xué)科學(xué)及其交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面的創(chuàng)新性成果。
論文構(gòu)筑了具有Se空位的Ni3Se4作為陰離子交換膜(AEM)電解槽中硝酸根還原(NO3RR)和芐胺氧化(BOR)成對(duì)電解的高效雙功能電催化劑,在AEM電解槽陰陽(yáng)兩極同時(shí)得到高附加值含氮化合物。在陰極NO3RR過(guò)程中,通過(guò)空位工程優(yōu)化Ni3Se4 d帶中心,調(diào)控反應(yīng)物、生成物和中間體在催化劑表面的吸附能,促進(jìn)硝酸鹽還原為氨。在陽(yáng)極采用BOR代替?zhèn)鹘y(tǒng)的析氧反應(yīng)(OER)反應(yīng),Se空位促進(jìn)OH-的吸附和活性物種NiOOH的形成,從而實(shí)現(xiàn)芐胺高效轉(zhuǎn)化為苯甲腈。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析表明,成對(duì)電解的成本比非成對(duì)電解低1.21倍,利潤(rùn)提升1.42倍,顯示了成對(duì)電解的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)。將成對(duì)電解的策略引入AEM電解槽中,為各種高附加值化學(xué)品的可持續(xù)合成和工業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
碩士生岳鋒和王傳濤博士為論文共同第一作者,楊春明、王丹軍、付峰為共同通訊作者。該工作受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金,延安大學(xué)博士啟動(dòng)項(xiàng)目、延安市高層次人才專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接:http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11426-023-1636-7
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