코발트 프탈로시아닌 분자에 의해 촉진되는 전기화학적 질산염 환원에 대한 탄소 나노튜브 지지체의 영향

폐질산염(NO3–)을 부가 가치가 있는 암모니아(NH3)로 전기촉매 변환하는 것은 환경 오염을 해결하기 위한 유망한 수처리 접근법입니다. 그러나 반응 선택성을 조절하기 위한 촉매 설계 및 최적화 전략 개발은 여전히 도전입니다. 우리는 코발트 프탈로시아닌(CoPc) 분자 촉매에 대한 다중벽 탄소 나노튜브(CNT) 지지체를 조정하여 이 도전을 극복할 수 있는 덜 탐구된 접근법을 보고합니다. 순수 CNT를 지지체로 사용한 경우, CoPc/CNT 하이브리드 촉매는 최대 70%의 파라데이 효율로 NH3로의 NO3– 환원에 선택적입니다. 반면, 산화된 CNT(OCNT)에 지지된 CoPc는 동일한 조건에서 주로 수소(H2)를 생성합니다. NO3– 환원의 속도 결정 단계가 양성자를 포함하지 않고 첫 번째 전자 이동으로 제한된다는 동역학적 측정을 바탕으로, OCNT 지지체의 산소 작용기가 양성자를 전달하고 지지된 CoPc 분자들이 NO3– 환촉진에서 H2 발생으로 전환하는 데 도움을 준다고 제안합니다. 본 연구는 환경 촉매에서 반응성을 향상시키기 위해 촉매 지지체를 조정하는 것의 중요성을 강조합니다.