基于表面氧空位的光催化固氮材料

• 作者: 张礼知 毛成梁
• 来源期刊: 中国材料进展
• 学科: 化学
• 关键词: 光催化 固氮 氧空位 卤氧铋 氢化氧化钛
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 光催化材料专栏
• 页码范围: 83-90
• 页数: 8页
• 分类号: O643.36
• 字数: 7645字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7502/j.issn.1674-3962.2019.02.01

摘要

合成氨是基本的化工过程,对地球能源、环境和生命过程至关重要.Harbor-Bosch过程利用Fe催化剂开创性地实现了氮气还原固定为氨.由于氮气N≡N三键化学性质稳定,该反应需要在高温高压条件才能实现有效氮气固定.近年来,太阳能驱动的光催化固氮以其绿色温和的反应条件受到了广泛关注.最近,作者团队以卤氧铋和钌(Ru)/氢化氧化钛为模型催化剂,提出氧空位电子可有效活化氮气,即氧空位对氮气的直接电子传递或者氧空位电子经由Ru纳米晶传递给吸附态分子氮能有效弱化氮气N≡N三键,结合高效太阳光全光谱吸收材料,将光催化合成氨效率提高至接近传统热催化效率,为高效太阳光驱动固氮提供了新途径.从氧空位活性位点的构建出发,总结概括了含缺陷(尤其是氧空位)材料在光催化固氮的前沿进展,归纳了氧空位、氧空位和传统过渡金属中心耦合对氮气活化的机理.最后,基于对以上机理的理解,总结展望了光催化固氮面临的机遇与挑战,提出了可行的新型高效光催化固氮材料设计思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张礼知	华中师范大学化学学院环境与应用化学研究所农药与化学生物学教育部重点实验室	7	37	3.0	6.0
2	毛成梁	华中师范大学化学学院环境与应用化学研究所农药与化学生物学教育部重点实验室	1	2	1.0	1.0