NG28·南宫体育：半导体光催化固氮合成氨降低环境污染危害

发布时间：2024-12-20 丨 浏览次数：

【引语】一百多年以来，“哈伯－博施”（Haber-Bosch）固氮法作为工业上应用于尤为普遍的合成氨工艺，为社会发展和科技进步做出了巨大贡献。然而，此工艺必须苛刻的反应条件，为构建反应所必须的高温高压环境每年都会对全球能源产生极大的花费。作为反应原料，天然气也是人类社会可持续发展赖以生存的最重要能源，同时大量反应产物还包括温室气体的废气也不会威胁地球环境。

因此，改良传统的工业固氮技术，谋求高效、低耗、洗手的固氮合成氨方法已沦为近几年的研究热点。近年来，半导体光催化构建还原成氮气、制取氨气因其高效洗手而引发全世界的很大注目。近日，MaterialsHorizons期刊在线公开发表了由武汉理工大学李能教授与新加坡A*STAR的Wee-JunOng博士（联合通讯作者）编写的综述论文“PhotocatalyticFixationofNitrogentoAmmonia:State-of-the-ArtAdvancementandFutureProspects”。

论文的第一作者是武汉理工大学博士一年级学生陈星竹。文章对半导体及其填充结构光催化固氮产氨展开了系统的总结总结，并对未来研究方向展开了探究和未来发展。一、N2光催化转化成阐述N2分子由于氮氮三键比较平稳无法离解，展现出为化学反应惰性，且其质子内亲和能力很差，使得电子传输和Lewis酸碱反应阻碍。

此外，N2分子最低占有轨道(HOMO)和低于占有轨道(LUMO)之间不存在较小的能隙(10.82eV)，也引发氮气反应艰难。图1展出了在半导体光催化的起到下，N2分子被光催化材料捕捉进而被还原成构建N2→NH3的转化成。

图1光催化固氮合成氨机理阐述图二、光催化固氮的分类图2.各种半导体光催化固氮体系阐述图图3.五种N2的光催化转化成路径在这篇综述中，作者以催化剂的化合物成分为分类标准，将报导的催化剂分成金属氧化物、金属硫化物、氧卤化铋、碳系化合物和其他化合物等几类，并对所牵涉到的每种分类展开了详尽讲解。图2和3展出各类半导体光催化剂以及光催化固氮合成氨的五种典型的反应路径。

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