非常に過酷な反応条件（250気圧、400℃）であり、大きなエネルギー消費を必要とする鉄系触媒ベースハーバー・ボッシュ法を用いて、現在の業界の技術のアンモニア。光触媒を直接低減するために、化学エネルギーに太陽エネルギーを変換しますアンモニア消費は非常に有望な方法が提供されるが、窒素 - 窒素結合、三重結合は、超分子状窒素は、このように困難窒素分子を活性化する従来の光触媒材料が得られ、安定した化学的特性を反映可能にします。触媒を仕上げへの道をドープしているを発見した、効率的な光触媒のアンモニア窒素固定は依然として大きな課題に直面している。最近では、科学技術の中国の大学を、教授熊Yujieチーム教授呉Xiaojun理論研究グループで、規制の欠陥エンジニアリング金属酸化物の光触媒に基づく開発欠陥状態は、アンモニア窒素固定の光触媒合成の効率を向上させる効果的に、欠陥部位と窒素分子の効率的な活性化を促進することができます。作業を、国際的な化学誌にオンラインで公開、「アメリカの化学協会」（J.アム。CHEM。SOCを。 DOI：10.1021 / jacs.8b02076）、共著者はZhang Ning博士、学生Abdul Jalil博士、
モリブデンをドープした仕上げ欠陥状態に基づくW18O49触媒の光駆動窒素固定の概略図
窒素分子の化学的安定性の観点からは、窒素分子の活性化は窒素還元の前提と一般的に考えられているが、表面欠陥部位は窒素分子の化学吸着の活性部位となりうる。窒素固定触媒材料欠陥に基づく相関は、光触媒を構成することができるが報告されているが窒素三重結合減衰 - ローカル電子欠陥が窒素分子吸着反結合π軌道、それによって達成窒素に移すことができますアンモニア合成、その活性は、複数の側面からさらに向上ボトルネックのまま：窒素を増強するために電子移動窒素分子の吸着に触媒から光生成を促進するため、窒素分子に対するさらなる調節吸着触媒部位の最初、必要分子の活性化能力;第2に、欠陥での光生成電子のエネルギー緩和プロセスを抑制し、電子移動中のエネルギー損失を低減することが必要である。
このシリーズのXiongyu潔チームの課題は、欠陥部位でドープされたモリブデン原子がW18O49触媒が窒素分子システムの効率的な光触媒活性を達成する。特徴付けを結合放射光技術の研究を、その場でのIRスペクトルと理論計算アナログで引き起こされる電子のエネルギー緩和過程のエネルギー損失を低減、モリブデン欠陥レベルでドープされた触媒を高めるために、一方ではモリブデン欠陥状態の仕上げ効果ドーパント原子を開示している。一方、ドープされたモリブデンの形成をモリブデン - タングステン不均一サイトは、吸着された窒素分子の電荷状態を調節し、窒素原子間の電荷差を増加させ、金属 - 酸素結合の共有結合性を高め、光生成電子移動プロセスを促進する。異なる異種間の相乗効果は、活性窒素分子の触媒部位、触媒アンモニア窒素固定光駆動効率の劇的な改善を促進するのに有効なもたらした。窒素固定の効率的な調整と光触媒触媒欠陥の開発の進展をこの状態は新しいアイデアを提供し、触媒反応のための触媒部位の電子構造の調節の重要性を実証する。
in situ検出に特徴づけるために、光電子分光法及び赤外分光法を特徴づける放射光X線吸収分光法の仕事は、それぞれ教授宋リー、中国科学技術大学、研究作業の教授朱6月チーZeming髪と研究仲間の支援における協力は、国家R＆Dの焦点となっています計画、若手奨学生のための国立科学基金、中国科学アカデミーのフロンティア科学の主要研究プロジェクト、中国科学アカデミーのイノベーションクロッシングチーム。
