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Nature Commun：亚纳米碱土金属氧化物簇光催化还原硝酸盐制氨

纳米技术
2022-03-02


惰性N2分子具有非常高的键解离能，因此人们尝试通过其他含氮物种作为原料合成NH3。硝酸盐能够作为一种替代性原料，具有较高的溶解性和氢亲和性，能够容易解离制备NH3。

有鉴于此，电子科技大学董帆等报道发展了以碱土金属氧化物亚纳米簇光催化剂，通过光催化还原硝酸盐制备NH3的方法，以接近100 %的选择性和11.97 mol gmetal-1 h-1的速率（89.79 mmol gcat-1 h-1）进行光催化制NH3。在72 h内共生成0.78 mol NH3，性能比目前的光催化NO3-还原制备NH3的性能显著提高。

本文要点：

（1）

反应机理。从分子尺度研究光催化反应机理，发现亚纳米簇碱土氧化物与TiO2基底形成独特的界面结构，导致催化剂能够在较低的能量输入进行高效率选择性制备NH3。

（2）

作者模拟了还原废水中的NO3-性能，展示了这种催化剂在工业领域的重要应用前景。本文研究结果为簇状结构的催化剂与发展高效低能耗的制氨技术提供可能。

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参考文献

Li, J., Chen, R., Wang, J. et al. Subnanometric alkaline-earth oxide clusters for sustainable nitrate to ammonia photosynthesis. Nat Commun 13, 1098 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-28740-8

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28740-8




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