현재 산업 암모니아 기술은 철 기반 촉매를 사용 하 여 허블 방법을 기반으로, 그 반응 조건은 매우 가혹한 (250 대기, 400 섭씨)와 거 대 한 에너지 소비가 필요 합니다. 광 촉매 기술은 직접 태양 에너지를 화학 에너지로 변환 하 여 암모니아의 에너지 소비를 줄일 수 있는 매우 유망한 방법을 제공 합니다. 그러나, 질소와 질소의 높은 키 질소 분자는 기존의 광 촉매 재료 질소 분자를 활성화 하기 어렵게 만드는 안정적인 화학적 특성을 전시 할 수 있다. 따라서 광 촉매 합성을 위한 효율적인 질소 고정 촉매를 개발 하는 것은 여전히 큰 도전입니다. 최근, 중국 과학 기술의 교수 쉰 yujie의 팀은 우 xiaojun의 이론 연구 그룹 교수와 협력, 금속 산화물 광 촉매의 결함 엔지니어링 제어에 기초 하 여, 질소 분자의 효율적인 활성화를 촉진 하 고 광 촉매 질소의 효율을 향상 시키기 위하여 암모니아 합성을 효과적으로 개선 하기 위하여도 핑을 통해 촉매의 결함 상태를 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 작품은 화학 화학의 국제 저널에 온라인으로 게시 됩니다 (j. Chem. doi .도도: 10.1021/8b02076), 공동 저자 zhangning, 산 양, 압둘 jalil과 우 다 옥 송, 공동 저자, 쉰이 yujie 교수를 포함 하 여
, 훌륭한 동료 연구원과 교수 우 xiaojun 실시.
몰 리브 덴-도 핑 정제 된 결함 상태를 기반으로 하는 광 구동 질소 고정 암모니아 합성을 위한 w18o49 촉매 운동의 관점에서, 질소 분자 활성화는 일반적으로 질소 분자의 높은 화학적 안정성을 감안할 때, 질소 감소를 위한 전제 조건으로 간주 됩니다. 광 촉매 재료의 경우, 표면 결함 부위는 질소 분자의 화학적 흡착을 위한 활성 부 위로 사용 될 수 있으며, 국 소 적 결함의 전자는 흡착 된 질소 분자의 오 결합 π 궤도로 옮겨질 수 있으므로 질소-질소 3 결합을 약화 시킨다. 일부 문학 이미 보고 된 그 촉매 소재 결함 건설에 대 한 광 촉매 질소-고정 암모니아 합성 반응에 사용 될 수 있지만, 그 활동은 여전히 더 향상 될 필요가 있다. 병목 현상은 여러 측면에서 온다: 먼저, 우리는 더 촉매 사이트에 의해 질소 분자의 흡착을 조절 하 고, 질소 분자의 활성화 능력을 향상 시키기 위해, 흡착 된 질소 분자에 촉매 로부터 전자의 전달을 촉진 해야 합니다.
이차적으로, 우리는 전자 전달 과정에 있는 에너지 손실을 감소 시키기 위하여 결점에 있는 광학적 인 전자의 에너지 이완 과정을, 묶을 필요가 있습니다. 슌 yujie 팀, 도전 시리즈에 대 한 응답으로, w18o49 촉매의 결함 사이트에도 핑 몰 리브 덴 원자, 광 촉매 시스템에서 질소 분자의 효율적인 활성화를 달성. 연구진은 싱크 로트 론 방사선의 특성화를 결합, 현장 IR 분광학 및 이론적 계산, 결함 상태에도 핑 몰 리브 덴 원자의 효과를 나타내기 위해. 한편, 몰 리브 덴도 핑 촉매의 결함 에너지 수준을 증가 시키고 전력 손실을 전자 에너지 이완 과정으로 인 한 감소 시킨다. 다른 한편으로는, 몰 리브 덴에 의해 형성 된 몰 리브 덴-텅스텐 이종 사이트는 흡착 된 질소 분자의 충전 상태를 조절 하 고, 질소 원자 간의 전 하 차이를 증가 시키고, 금속-산소 결합의 공유 가치를 증가 시키고, 전자 전달 과정을 촉진 한다. MO도 핑의 다른 효과 사이의 시너지 효과는 효과적으로 질소 분자에 촉매 현장의 활성화를 촉진 시킬 수 있고, 촉매의 효율의 큰 증가를 실현 광-질소-고정 암모니아 합성.
이러한 개발은 고효율 질소 고정 촉매의 개발 및 촉매의 결함의 제어를 위한 새로운 아이디어를 제공 하 고, 촉매 반응에 대 한 촉매 현장의 전자 구조물의 조절의 중요성을 나타낸다. 싱크 로트 론 방사선 X-선 흡수 스펙트럼 특성화, 광전자 분 광 기 특성화 및 적외선 분 광 기의 작업 현장 감지, 각각, 과학 기술 교수 송 리의 중국 대학, 교수 Zhu junfa 및 zeiming 동료 연구자의 협력 지원.
