Amoníaco a técnica indústria actual de utilização de um processo de Haber-base de ferro catalisador à base, que é condições muito severas de reacção (250 atmosferas, de 400 graus Celsius), e requer um grande consumo de energia. Fotocatálise converter directamente a energia solar em energia química, a fim de reduzir o consumo de amoníaco é fornecido um método muito promissor, contudo, o azoto - ligação tripla ligação azoto permite azoto molecular ultra reflectir propriedades químicas estáveis, resultando assim num material fotocatalítico convencional activar moléculas de azoto, por conseguinte, difícil. desenvolver fotocatalisador eficiente fixação de nitrogênio amoniacal ainda enfrenta enormes desafios. recentemente, da Universidade chinesa de Ciência e tecnologia, a equipe de Professor Xiong Yujie com o professor Wu Xiaojun grupo de pesquisa teoria, baseada na engenharia de defeito fotocatalisador óxido de metal regulamentar, descobriu que por doping o caminho para catalisador de acabamento estados de defeito pode promover locais de defeito e a activação eficiente de azoto molecular, melhorar eficazmente a eficiência de síntese catalítica luz de fixação amoníaco azoto. o trabalho, publicado online nas revistas químicos internacionais, "American chemical Society" (J. Am. Chem. Soe. DOI: 10.1021 / jacs.8b02076), co-primeiro autor é o Dr. Zhang Ning, Ph.D. Abdul Jalil e
estados de defeito de refinamento à base de molibdénio dopados W18O49 catalisador esquemática de amoníaco azoto condutor de luz fixação
Do ponto de vista cinético, em vista da estabilidade química do azoto molecular ultra-elevada, de azoto molecular é geralmente considerado para ser activado pré-requisito redução de azoto para material fotocatalítico, os locais de defeito de superfície pode ser utilizado como o local activo das moléculas de azoto quimicamente, enquanto defeitos electrónicos locais, podem ser transferidos para o anti-colagem π moléculas de azoto adsorvido orbital conseguindo-se assim azoto, - azoto atenuação ligação tripla, embora não são relatados uma correlação com base em defeitos de material catalizador fixação de azoto podem ser construídos fotocatalítico síntese de amoníaco, mas a sua actividade continua a ser ainda mais melhorada gargalo de vários aspectos: primeiro, a necessidade de mais sítio catalítico de adsorção para regulamentar molécula de azoto, para facilitar a transferência de electrões foto-gerada a partir do catalisador para a adsorção de moléculas de azoto para melhorar azoto molécula capacidade de activação; seguido pela necessidade de suprimir defeitos do processo de relaxamento da energia dos electrões fotogerados para reduzir a perda de energia do processo de transferência de electrões.
Xiongyu Jie desafio equipe para esta série, os átomos de molibdénio dopados em locais de defeito W18O49 catalisador atinge a activação fotocatalítico eficiente do sistema de azoto molecular. Investigadores tecnologia radiação Synchrotron caracterização de ligação, em espectroscopia de IV in situ e cálculos teóricos analógico divulga um efeito átomos dopantes acabamento de estados de defeito de molibdénio, por um lado, para aumentar o catalisador dopado com níveis de molibdénio de defeitos, reduzindo a perda de energia processo de relaxação da energia dos electrões causados; por outro lado, a formação de molibdénio dopado Mo - W regulação locus de heterogeneidade das moléculas de azoto adsorvidas do estado de carga, aumentando a diferença de carga entre o átomo de azoto, ao mesmo tempo aumentando o metal - ligação covalente oxigénio promove a transferência electrónica através destes fotogerada dopado com molibdio efeitos de sinergia entre diferentes hetero trazido eficaz na promoção do sítio catalítico da molécula activada de azoto, uma melhoria dramática do catalisador amoníaco fixação do azoto eficiência luminosa de condução. o progresso do desenvolvimento de uma regulação eficiente da fixação de azoto e defeitos de catalisador foto catalíticas o estado fornece uma nova maneira de pensar, e mostra a importância da regulamentação da estrutura eletrônica do sítio catalítico na reação catalítica.
O trabalho de radiação síncrotron espectroscopia de absorção de raios-X para caracterizar, espectroscopia de fotoelétrons e espectroscopia de infravermelho para caracterizar detecção in situ, respectivamente cooperação em apoio do Professor Canção Li, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, Professor Zhu Jun Qi Zeming cabelo e pesquisador associado do trabalho de investigação tem sido o foco de R & D nacional regime de financiamento, nacional excelente Youth science Foundation, Academia chinesa de projetos de pesquisa de ciência de fronteira, projetos inovadores, tais como cross-equipe Academia chinesa de Ciências.
