从中国科学技术大学得知，该校熊宇杰教授团队，通过金属氧化物光催化剂的缺失工程调控，找到通过掺入的方式来精修催化剂的缺失态，可以增进缺失位点对氮分子的高效活化，有效地提升光催化固氮合成氨的效率。该成果日前在线公开发表于国际化学最重要期刊《美国化学会志》上。
工业合成氨技术用于铁基催化剂，其反应条件十分严苛(250大气压、400摄氏度)，并必须极大的能耗。光催化技术需要必要将太阳能转化成为化学能，为减少合成氨能耗获取了十分具备前景的方法。
由于氮分子平稳的化学特性，从而造成常规的光催化材料很难活化氮分子，研发高效的固氮合成氨光催化剂仍然面对极大挑战。 氮分子活化一般被指出是氮还原成的先决条件。对于光催化材料，表面缺失位点可以作为氮分子化学导电的活性位点，同时局域在缺失处的电子可以移往转入导电氮分子的反键π轨道，从而构建对氮—氮叁键的弱化起到。
科研人员将钼原子掺入在催化剂的缺失位点处，构建了光催化体系中氮分子的高效活化。研究人员融合实时电磁辐射技术密切相关、原位红外光谱检测和理论计算出来仿真，说明了了掺入钼原子对缺失状态的精修起到。一方面，钼掺入提高了催化剂缺失能级，增加了电子能量驰豫过程带给的能量损耗;另一方面，钼掺入构成的钼—钨异质位点调控了导电氮分子的电荷状态，减小了氮原子之间的电荷劣，同时提升了金属—氧键的共价性，增进了光生电子移往过程。
这些钼掺入带给的有所不同效应之间的协同作用，有效地增进了催化剂位点对氮分子的活化，构建了催化剂光驱动固氮合成氨效率的大幅度提高。 该成果为研发高效的固氮光催化剂以及调控催化剂缺失获取了一种新的思路,并展出了催化剂位点电子结构的调控对催化反应的重要性。
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