作者:杨春明 核稿:甄延忠
近日,我校延能-延大综合能源产业技术研究院和陕北多能融合现代能源体系未来产业创新研究院在国际顶级期刊Science China Chemistry(中科院一区TOP,IF 10.138)上发表了题为“Selenium vacancies regulate d-band centers in Ni3Se4 toward paired electrolysis in anion-exchange membrane electrolyzers for upgrading N-containing compounds”的学术论文。Science China Chemistry由中国科学院和国家自然科学基金共同主办,《中国科学》杂志社出版,并与Springer出版集团合作面向海外发行。期刊主要报道化学科学及其交叉领域的基础和应用研究方面的创新性成果。
论文构筑了具有Se空位的Ni3Se4作为阴离子交换膜(AEM)电解槽中硝酸根还原(NO3RR)和苄胺氧化(BOR)成对电解的高效双功能电催化剂,在AEM电解槽阴阳两极同时得到高附加值含氮化合物。在阴极NO3RR过程中,通过空位工程优化Ni3Se4 d带中心,调控反应物、生成物和中间体在催化剂表面的吸附能,促进硝酸盐还原为氨。在阳极采用BOR代替传统的析氧反应(OER)反应,Se空位促进OH-的吸附和活性物种NiOOH的形成,从而实现苄胺高效转化为苯甲腈。技术经济性分析表明,成对电解的成本比非成对电解低1.21倍,利润提升1.42倍,显示了成对电解的经济性优势。将成对电解的策略引入AEM电解槽中,为各种高附加值化学品的可持续合成和工业发展奠定了基础。
硕士生岳锋和王传涛博士为论文共同第一作者,杨春明、王丹军、付峰为共同通讯作者。该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学学基金、陕西省自然科学基金,延安大学博士启动项目、延安市高层次人才专项等项目的支持。

论文链接:http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11426-023-1636-7
https://link.springer.com/article/10.1007/s11426-023-1636-7