Forbedret omgivende ammoniakfotosyntese ved hjælp af nanosheets med lysomskiftelige iltpladser
Forskere har præsenteret en strategi ved samtidig at introducere lysomskiftelig ilt-ledighed og dopingmo i Bi 5 O 7 Br nanosheets til effektivt fotokatalytisk N 2 fiksering. Den modificerede fotokatalysator har opnået forhøjet N 2 fiksering fotoaktiviteter i kraft af den optimerede ledningsbåndsposition, forbedret tilgængelighed af lys, forbedret N 2 adsorption og ladningsbærerseparation. Kredit:Chinese Journal of Catalysis
Forskere har præsenteret en strategi for samtidig at indføre lysomskiftelig ilt-ledighed og doping Mo i Bi 5 O 7 Br nanosheets til effektivt fotokatalytisk N 2 fiksering. Den modificerede fotokatalysator har opnået forhøjet N 2 fiksering fotoaktiviteter i kraft af den optimerede ledningsbåndsposition, forbedret tilgængelighed af lys, forbedret N 2 adsorption og ladningsbærerseparation.
Spørgsmålet om at opnå effektivt nitrogen (N 2 ) reduktion til ammoniak (NH 3 ) har udgjort en betydelig udfordring i årtier, da den inerte N≡N -binding næppe kunne brydes på grund af den ekstremt store bindingsenergi på 940,95 kJ mol –1 . Til dato, den industrielle fiksering af N 2 til NH 3 er monopoliseret ved den energiintensive Haber-Bosch-proces (673-873 K og 15-25 MPa), som uholdbart anvender naturgas til fremstilling af brint (H 2 ) råmateriale med enormt energiforbrug fra fossile brændstoffer, fører til en stor mængde kuldioxid (CO 2 ) udledning. I denne sammenhæng, fotokatalytisk N 2 reduktion betragtes som en bæredygtig alternativ måde for NH 3 syntese fra N 2 og vand under omgivelsesbetingelser.
Imidlertid, effektiviteten af de fleste traditionelle fotokatalysatorer er stadig langt fra tilfredsstillende hovedsagelig på grund af den hårde bindingsdissociation af det inerte N 2 , som skyldes den svage binding af N 2 til det katalytiske materiale og yderligere ineffektiv elektronoverførsel fra fotokatalysator til de antibindende orbitaler af N 2 . For at fremme effektiviteten af N 2 fotofiksering, indførelse af elektrondonerende centre som de katalytiske aktiveringssteder til optimering af N 2 adsorptionsegenskaber og forbedring af fotoeksciteret ladningstransport i katalysatorerne er en lovende strategi.
Oxygen vacancy (OV) repræsenterer den mest udbredte og mest udbredte undersøgte type overfladefejl for N 2 fiksering. På den ene side, OV kan let oprettes for sin relativt lave formationsenergi; på den anden side, OV kan hjælpe fotokatalysatorer med at få spændende N 2 fiksering fotoaktivitet i kraft af dets overlegenhed i N 2 optagelse og aktivering. Derfor, en halvleder med tilstrækkelige OV'er kan være gunstig til at forbedre deres N 2 fiksering ydeevne. Transition metal (TM) doping er en anden vidt undersøgt effektiv metode til at forbedre fotoaktiviteten af N. 2 fiksering, fordi TM -arten besidder den fordelagtige evne til at binde (og endda funktionalisere) med inert N 2 ved lave temperaturer på grund af deres tomme og besatte d-orbitaler, som kan opnå TM-N 2 interaktion via "accept-donation" af elektroner. Mo, som et kritisk element i det katalytiske center i mystisk Mo-afhængig nitrogenase, har tiltrukket megen opmærksomhed for N 2 fiksering. Til denne ende, OV-rige og Mo-dopede materialer ville være ideelle kandidater til N 2 fotofiksering. Ud over, lagrede vismutoxybromid (BiOBr) materialer har tiltrukket mange opmærksomheder på grund af deres egnede båndgab og unikke lagstrukturer. For BiOBr-baserede halvledere, såsom Bi 3 O 4 Br og Bi 5 O 7 Br, det er blevet afsløret, at OV med tilstrækkelige lokaliserede elektroner på deres overflade letter indfangning og aktivering af inert N 2 molekyler.
For nylig, et forskerhold ledet af prof. Yi-Jun Xu fra Fuzhou University, Kina rapporterede, at introduktionen af OV'er og Mo dopant i Bi 5 O 7 Br nanosheets kan bemærkelsesværdigt forbedre fotoaktiviteten af N 2 fiksering. De modificerede fotokatalysatorer har vist den optimerede ledningsbåndsposition, forbedret lysabsorbering, det forbedrede N 2 adsorption og ladningsbærerseparation, som i fællesskab bidrager til at hæve N 2 fiksering fotoaktiviteter. Dette arbejde giver en lovende tilgang til design af fotokatalysatorer med lysomskiftelige OV'er til N. 2 reduktion til NH 3 under milde forhold, fremhæver det brede anvendelsesområde for nanostrukturerede BiOBr-baserede fotokatalysatorer som effektive N. 2 fikseringssystemer. Resultaterne blev offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis .
Varme artikler
-
Flytning af kunstige blade ud af laboratoriet og ud i luftenEn kunstig, bio-inspireret blad. Kuldioxid (røde og sorte kugler) kommer ind i bladet, når vand (hvide og røde kugler) fordamper fra bunden af bladet. Et kunstigt fotosystem (lilla cirkel i midten a -
Ultralydsenhed forbedrer opladningstiden og driftstiden i lithiumbatterierEnheden er lavet af hylde-smartphone-komponenter, som genererer lydbølger ved ekstremt høje frekvenser - fra 100 millioner til 10 milliarder hertz. I telefoner, disse enheder bruges hovedsageligt til -
Forskere kommer op med en hurtigere måde at opdage antibiotika påKredit:Elena Khavina/MIPT Pressekontor Russiske biokemikere har identificeret en lovende ny klasse af antibiotika. Efter at have studeret over 125, 000 molekyler, de fandt, at 2-pyrazol-1-yl-thiaz -
Forskellen mellem relativ atommasse og gennemsnitlig atommasseAtomer har flere forskellige komponenter. I atomens kerne eller kerne er der to typer partikler, protoner og neutroner. Protonerne bestemmer, hvilket element atomet er, og atomets egenskaber. Neutrone
- Positionspecifikke isotopeffekter i butan-et nyt geokemisk sporstof
- Mars slagkrater eller supervulkan?
- At vende årsag og virkning er ingen problemer for kvantecomputere
- Hvorfor er kromosomer vigtige for celledeling?
- Hvad er årsagerne til honningbiens udryddelse?
- Undersøger motilitet ved svømning Euglena