L'ammoniac à la technique actuelle de l'industrie d'utiliser un procédé Haber à base de catalyseur à base de fer, ce qui est des conditions de réaction très rigides (250 atmosphères, 400 degrés Celsius), et nécessite une grande consommation d'énergie. Photocatalyse convertir directement l'énergie solaire en énergie chimique, afin de réduire La consommation d'énergie de l'ammoniac constitue une méthode très prometteuse, mais la liaison ultra-haute de la liaison azote-azote confère à la molécule d'azote des propriétés chimiques stables, ce qui rend difficile l'activation des molécules d'azote par les matériaux photocatalytiques conventionnels. développer la fixation de l'azote ammoniacal photocatalyseur efficace est toujours confronté à d'énormes défis. récemment, l'Université chinoise des sciences et de la technologie, l'équipe professeur Xiong Yujie avec le groupe de recherche de la théorie professeur Wu Xiaojun, à base d'oxyde métallique d'ingénierie de défaut réglementaire photocatalyseur, a constaté que par le dopage de la façon de catalyseur de finition états défectueux peuvent promouvoir des sites de défaut et l'activation efficace de l'azote moléculaire, d'améliorer efficacement l'efficacité de la synthèse catalytique lumière de la fixation de l'azote ammoniacal. les travaux, publiés en ligne dans les journaux chimiques internationales, « Société chimique américaine » (J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021 / jacs.8b02076), le co-premier auteur est le Dr Zhang Ning, étudiant au doctorat Abdul Jalil et
Schéma de principe du catalyseur W18O49 basé sur l'état de défaut de finition dopé au molybdène pour la fixation de l'azote par la lumière
Du point de vue cinétique, compte tenu de la stabilité chimique de l'azote moléculaire très élevé, de l'azote moléculaire est généralement considéré être activés condition de réduction de l'azote de matériau photocatalytique, les sites de défauts de surface peuvent être utilisés en tant que site actif de molécules d'azote chimisorbé, tandis que défauts électroniques locaux peuvent être transférés dans les molécules d'azote adsorbé anti-collage orbital, réalisant ainsi l'azote de - azote triple atténuation de la liaison même si on rapporte une corrélation en fonction des défauts de matériau de catalyseur de fixation de l'azote peut être construit photocatalytique synthèse de l'ammoniac, mais son activité doit encore être goulot d'étranglement améliorée à partir de plusieurs aspects: d'abord, la nécessité de poursuivre site catalytique d'adsorption réglementaire pour la molécule d'azote, pour faciliter généré photo-transfert d'électrons du catalyseur pour l'adsorption des molécules d'azote pour améliorer l'azote La capacité d'activation de la molécule, d'autre part, il est nécessaire de supprimer le processus de relaxation d'énergie des électrons photogénérés sur le défaut afin de réduire la perte d'énergie pendant le transfert d'électrons.
Xiongyu Jie équipe défi pour cette série, les atomes de molybdène dopé dans les sites de défauts W18O49 catalyseur réalise l'activation photocatalytique efficace du système d'azote moléculaire. Chercheurs en technologie de rayonnement synchrotron liaison caractérisation in situ spectroscopie IR et des calculs théoriques analogique décrit un atomes de dopant à effet de finition des états de défauts de molybdène, d'une part, d'améliorer le catalyseur dopé avec des niveaux de défaut de molybdène, ce qui réduit le processus de relaxation énergétique des électrons perte d'énergie due, d'autre part, la formation de molybdène dopé Mo - W régulation de l'hétérogénéité de locus de molécules d'azote de l'état adsorbé de la charge, l'augmentation de la différence de charge entre l'atome d'azote, tout en augmentant le métal - liaison covalente à l'oxygène favorise le transfert d'électrons à travers celles-ci molybdène dopé photogénéré effets de synergie entre les différents hétéro mis efficace dans la promotion du site catalytique de la molécule d'azote activé, une amélioration spectaculaire de la fixation d'azote ammoniac catalyseur efficacité de conduite de lumière. progrès du développement de la régulation efficace de la fixation de l'azote et des défauts de catalyseur photocatalytiques L'état fournit une nouvelle idée et démontre l'importance de la régulation de la structure électronique du site catalytique pour la réaction catalytique.
Les travaux de rayonnement synchrotron spectroscopie d'absorption des rayons X pour caractériser, spectroscopie photoélectronique et la spectroscopie infrarouge pour caractériser la détection in situ, la coopération respectivement à l'appui du professeur Li Song, Université des Sciences et Technologies de Chine, les cheveux Professeur Zhu Jun Qi Zeming et chercheur associé au travail de recherche a été au centre de R & D nationale programme de financement, la national science Foundation exceptionnelle de la jeunesse, l'Académie chinoise des projets de recherche en sciences de la frontière, des projets innovants tels que cross-équipe de l'Académie chinoise des sciences.
