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戴瑛教授團隊在光催化固氮研究中取得重要進展

發布日期:2019-09-01   點擊量:

近日,戴瑛教授團隊發現硼原子負載的碳氮化合物(B@g-CN)可以實現可見/紅外光催化氮氣自發還原合成氨,是一種新型的非金屬光催化材料。該研究對揭示光催化固氮的作用機理和發展高效光催化材料具有重要意義。相關研究成果以“Metal-Free B@g?CN: Visible/Infrared Light-Driven Single Atom Photocatalyst Enables Spontaneous Dinitrogen Reduction to Ammonia”為題北京快三开奖结果北京快三开奖结果,在線發表于Nano Letters(影響因子12.279)國際期刊。論文第一作者為物理學院2017級博士生呂興帥,魏巍副研究員和戴瑛教授為共同通訊作者北京快三开奖结果,山東大學為唯一作者單位。

合成氨是催化領域的經典反應,諾貝爾獎數次頒發于該領域科學家說明其從機理認識到工業應用有著重要意義北京快三开奖结果。目前,Haber–Bosch過程廣泛應用于工業合成氨北京快三开奖结果,然而該反應需要在高溫高壓下進行,過程中的CO2排放占全球總量的3%,且耗能巨大。電催化固氮模擬了自然界中固氮酶在溫和條件下還原大氣中氮的過程。當前被證實的可用于電催化固氮的材料多為金屬基材料,完全非金屬的材料較少,光催化固氮材料的研究更是少有涉及,發展新型合成氨催化材料是該領域的重要課題。

戴瑛教授團隊發現,g-CN負載的硼單原子可以作為一種新型的非金屬固氮光催化材料,其反應過電位僅有0.15 V。這種材料具有較強可見光-紅外光吸收,其光激發電子可使氮還原反應自發進行,標志著一種利用太陽光催化合成氨反應的新材料體系。該研究從激發態角度揭示了光電子行為及其在光催化過程中的作用機理,闡釋了光催化氮還原反應的微觀本質,并拓寬了合成氨光催化材料的設計思路,對開發新型固氮光催化材料具有重要參考價值。

近幾年北京快三开奖结果北京快三开奖结果,戴瑛教授團隊在光催化、光能電池等能源環境應用材料的設計與性質調控及其作用機理等方面取得了系列重要成果,分別發表在Nature Commun.、Nano Lett.、 Nano Energy、 Adv. Mater.、 Angew. Chem. In. Ed.北京快三开奖结果、Appl. Catal. B: Environ. 等國際著名期刊。

該工作得到了晶體材料國家重點實驗室、國家自然科學基金面上項目、山東省自然科學基金、山東省泰山學者計劃和山東大學青年學者未來計劃項目的資助。



論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02572


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