Ammoniaca per tecnica attuale del settore di utilizzare un processo Haber a base di ferro catalizzatore a base, che è condizioni molto rigide di reazione (250 atmosfere, 400 gradi Celsius), e richiede un grande consumo di energia. Fotocatalisi convertire direttamente l'energia solare in energia chimica, al fine di ridurre consumo di ammoniaca viene fornito un metodo molto promettente, tuttavia, l'azoto - legame azoto triplo legame consente azoto molecolare ultraelevato riflette proprietà chimiche stabili, con il risultato di un materiale fotocatalitico convenzionale attivando molecole di azoto pertanto difficile. sviluppare efficienti fotocatalizzatore fissazione dell'azoto ammoniacale deve ancora affrontare enormi sfide. di recente, l'Università cinese della Scienza e della tecnologia, squadra professor Xiong Yujie con il professor Wu Xiaojun gruppo di ricerca teoria, basata sulla normativa di ingegneria difetto di ossido di metallo fotocatalizzatore, ha scoperto che drogando il modo di catalizzatore di finitura stati di difetto possono promuovere siti di errori e l'attivazione efficiente di azoto molecolare, effettivamente migliorare l'efficienza della sintesi catalitica luce di fissazione dell'azoto ammoniacale. lavoro, pubblicato online sulle riviste chimiche internazionali "American chemical Society" (J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021 / jacs.8b02076), co-primo autore è il dottor Zhang Ning, Ph.D. Abdul Jalil e Michio, compreso il co-autore corrispondente professor Xiong Yujie, superba Professore Associato straordinario e il professor Wu Xiaojun.
Drogate stati di difetto di restringimento a base di molibdeno W18O49 catalizzatore schematico per l'azoto ammoniacale conducente leggero fissaggio
Dal punto di vista cinetico, in vista della stabilità chimica dell'azoto molecolare ultraelevato, azoto molecolare è generalmente considerata attivata azoto prerequisito riduzione di materiale fotocatalitico, i siti di difetti superficiali possono essere usati come il sito attivo di molecole di azoto chemisorbiti, mentre difetti elettronici locali possono essere trasferiti nel molecole di azoto adsorbito anti-incollaggio π orbitale, ottenendo così azoto - azoto attenuazione triplo legame anche se ci presentate una correlazione sulla base di vizi azoto catalizzatore fissaggio può essere costruito fotocatalitico sintesi dell'ammoniaca, ma la sua attività rimane essere ulteriormente migliorata collo di bottiglia da molteplici aspetti: in primo luogo, la necessità di un ulteriore sito catalitico adsorbimento normativo per molecola di azoto, per facilitare il trasferimento di elettroni foto-generata dal catalizzatore all'adsorbimento di molecole di azoto per migliorare azoto molecola capacità di attivazione; seguita dalla necessità di sopprimere difetti di processo rilassamento energia degli elettroni fotogenerati per ridurre la perdita di energia del processo di trasferimento di elettroni.
Xiongyu Jie sfida squadra a questa serie, gli atomi di molibdeno drogate in siti di errori W18O49 catalizzatore raggiunge attivazione fotocatalitica efficiente del sistema azoto molecolare. Ricercatori tecnologia radiazione di sincrotrone caratterizzazione vincolanti, in situ spettroscopia IR e calcoli teorici analogico descrive un effetto atomi droganti finitura di stati molibdeno difetto da un lato, per migliorare il catalizzatore drogato con livelli molibdeno difetti, riducendo il processo di rilassamento perdita di energia di energia degli elettroni causato, invece, la formazione di molibdeno drogato Mo - W regolazione locus eterogeneità delle molecole di azoto adsorbito stato di carica, aumentando la differenza di carica tra l'atomo di azoto, mentre aumentando il metallo - legame covalente ossigeno favorisce il trasferimento di elettroni attraverso questi molibdeno-drogato fotogenerata effetti sinergici tra differenti etero portati efficace nel promuovere il sito catalitico della molecola di azoto attivato, un notevole miglioramento del catalizzatore ammoniaca fissazione dell'azoto efficienza luce di azionamento. l'avanzamento dello sviluppo di regolazione efficiente di fissazione dell'azoto e difetti catalizzatore fotocatalitiche lo stato fornisce un nuovo modo di pensare, e dimostra l'importanza della regolazione della struttura elettronica del sito catalitico sulla reazione catalitica.
Il lavoro di radiazione di sincrotrone spettroscopia di assorbimento di raggi X per caratterizzare, spettroscopia fotoelettronica e spettroscopia a infrarossi per caratterizzare nella rilevazione in situ, rispettivamente, cooperazione a sostegno del professor Li canzone, Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, il professor Zhu Jun Qi Zeming capelli e ricercatore associato del lavoro di ricerca è stato al centro delle attività di R & S nazionale schema di finanziamento, in sospeso National Science Foundation gioventù, Accademia cinese di progetti di ricerca di frontiera della scienza, progetti innovativi come il cross-squadra dell'Accademia cinese delle scienze.
