Co3O4ナノアレイ触媒を伴うCo3O4ナノアレイ触媒上のアンモニアへの高効率電気化学硝酸塩還元

電気触媒硝酸塩還元反応（NO3RR）は、水中の硝酸塩汚染の炭素を含まないアンモニア合成と寛解における二機能性特性を与えます。ここでは、in situエッチングアルミニウムドープCO3O4/CCにより、CO3O4ナノシートアレイを炭素布（VCO-CO3O4/CC）のコバルト空孔（VCO-CO3O4/CC）で製造しました。μmolH-1 cm-2、原始的なCO3O4/CCよりも優れています。理論的計算結果は、コバルトの空孔がCO3O4のCOサイトの周りにローカル電子環境を調整し、電荷を増加させ、COサイトの電子雲密度を減らすことができることを意味します。。さらに、VCO-CO3O4（311）ファセットは、潜在的な決定ステップで約0.63 EVの低エネルギー障壁を備えた優れたNO3RR活性を示します。

Electrocatalytic nitrate reduction reaction (NO3RR) affords a bifunctional character in the carbon-free ammonia synthesis and remission of nitrate pollution in water. Here, we fabricated the Co3O4 nanosheet array with cobalt vacancies on carbon cloth (vCo-Co3O4/CC) by in situ etching aluminum-doped Co3O4/CC, which exhibits an excellent Faradaic efficiency of 97.2% and a large NH3 yield as high as 517.5 μmol h-1 cm-2, better than the pristine Co3O4/CC. Theoretical calculative results imply that the cobalt vacancies can tune the local electronic environment around Co sites of Co3O4, increasing the charge and reducing the electron cloud density of Co sites, which is thus conducive to adsorption of NO3- on Co sites for greatly enhanced nitrate reduction. Furthermore, the vCo-Co3O4 (311) facet presents excellent NO3RR activity with a low energy barrier of about 0.63 eV on a potential-determining step, which is much smaller than pristine Co3O4 (1.3 eV).