利用水和光把氮转化成氨是否可行?
通过国际合作,来自中国和新加坡的科学家研究了最先进的氮光催化剂工程(n二)固定理解氨(NH三)合成。这项工作最近由博士。韦军荣和同事在材料层位,在第五卷的内封面上,2018年第1期。
(a)n的概述二n的循环和循环二形式多样。(b)n光催化剂发展的最新里程碑图二固定。图片改编自Chen等人,马特。地平线,2018,经英国皇家化学学会批准,可提前发表文章。新利手机客户端
n二是地球上最丰富的气体之一,在大气中占78%。尽管如此,n二在气态中,生物体不能有效利用。因此,n二必须是“固定”的,以使其有价值,打破强大的NN三键,将其转化为植物可以消费的形式,动物和人类。迄今为止,实现N固定的两种典型方法二是:(1)一个天然的和细菌的过程,(2)工业上的哈伯-博世工艺。在过去的100年里,n二转化导致了商业肥料的生产,并维持了全球人口的粮食摄入量供应。然而,哈伯-博世工艺消耗高压和高温,因此需要大量(约2%)的化石燃料。因此,设想替代过程,利用纳米材料吸收光子模拟绿叶的自然光合作用,可以作为固定氮的范例转变。
在这篇评论中,光(电)催化剂是根据从金属氧化物到金属硫化物的化学成分分类的。氧化铋,含碳纳米材料和其他潜在材料。修改之间的意义和关系(例如纳米建筑设计,晶面工程,掺杂,重点介绍了催化剂的异质结构及其对光(电)化学活性的影响。最后但并非最不重要,从目前的实验室规模转向工业应用,从学术研究到实践的转化,必须有更多的思考。如何在保持“氨光合作用”商业化内在结构的同时,提高已开发催化剂的产量是一个普遍的挑战。
Wee Jun Ong是材料领域社区委员会的成员。目前,他是一名在科学机构材料研究与工程研究所(IMRE)新利手机客户端新加坡的科技与研究(A*Star)。他的研究兴趣集中在光催化,光电化学和电化学H二o分裂,一氧化碳二还原,n二固定与H二o二通过实验和密度泛函理论(DFT)研究生产能量转换和储存。目前,他 也可作为化学前沿与材料前沿副主编,新利手机客户端以及科学报告的编辑委员会成员,纳米技术和纳米未来。 查看他的个人研究网站在这里.