综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

新型可负担的催化剂依靠氮的空位产生氨

日期: 2022-09-05
浏览次数: 339

来源:新广网


氨气(NH3)是全球范围内最常用的化学药品之一,因为它在广泛的工业生产过程中用作重要成分。例如,它在化肥的生产中起着关键作用,每年施肥...

氨气(NH3)是全球范围内最常用的化学药品之一,因为它在广泛的工业生产过程中用作重要成分。例如,它在化肥的生产中起着关键作用,每年施肥超过1.5亿吨,以增加各种作物的产量。氨是许多活生物体自然产生的,但是使用N(N2)和H(H2)气体人工合成氨具有挑战性,因为N原子之间的强键很难断裂。

自20世纪初以来,一直存在一种以工业规模生产NH3的方法,即哈伯-博世(Haber-Bosch)工艺,但如今,性能最佳的方法包括使用钌(一种昂贵且稀有的金属)作为催化剂来触发氧化氢。必要的反应。最近,东京工业大学(东京工业大学)的Hideo Hosono教授及其同事制定了一种新战略,该战略利用镧(La)和镍(Ni)结合使用氨(La)来生产NH3。

在发表于《自然》上的论文中,他们解释了如何从先前报道的分子式为Co3Mo3N的NH3生产催化剂中汲取灵感,该催化剂具有氮空位,即可以预期存在氮原子的位置,但实际上是空的。观察到这些空位使N2分子的分裂更容易,这使Hosono的研究小组为开发更容易获得和有效的NH3合成催化剂开辟了新的探索方向。他解释说:“氮空位在Co3Mo3中的关键作用N启发我们考虑可以轻易产生空位的其他含氮材料,作为新型镍基催化剂的基础。”

他们开发的催化剂由负载有Ni纳米粒子的LaN晶体组成。Ni容易将H2解离为H原子。因此,用H催化剂的预处理2容易产生H原子,然后与N反应的原子在晶体结构以形成NH3和对LAN支持创建N空位。然后,这些空位中的每一个都会从输入的氮气中捕获来自N2分子的N原子,从而使该分子的NN键减弱。另一个解离的H原子破坏了弱化的NN键,产生了更多的NH3,而后面留下了一个N原子以填补原来的空位。这些循环不断重复,从而不断产生氮空位并维持合成过程。

事实证明,这种“双重活性中心”催化剂的概念非常有前途。拟议的催化剂的性能远远超过了传统的钴和镍基催化剂,甚至可以与钌基催化剂媲美:它不仅在中等温度和压力下始终能产生高产率的氨,而且即使在高温下仍能保持其结构连续反应100小时,显示其高稳定性。

Hosono说:“我们预计我们的工作将促进对使用更多元素的催化剂设计的进一步探索。特别是,我们的结果说明了在反应循环中使用空位的潜力,并指出了氨催化剂的新设计理念合成。”

新策略可以使氨的生产更简单,更实惠,从而简化许多重要的工业流程。



Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 10 - 22
    点击次数: 5
    来源:X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器,其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析,通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量,开发出高性能光电探测器。LNMO(鑭镍锰氧化物)作为吸收剂,在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数,并且与 PCBM(苯基 C6...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 18
    来源:X-MOL三氧化钨(WO3)是一种众所周知的光致变色材料,在光照下会发生可逆的颜色变化,使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度,成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外,本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间,并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能,本研究引入了稀土元素铒(Er)作为掺杂剂。...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 17
    来源:X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂,稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注,这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合,而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用,极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...
  • 2026 - 10 - 20
    点击次数: 37
    来源:X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯(DMC)高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解,演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略,以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态,产生最佳催化剂 Co@NC-4,表现出高 DMC 时空产率(5.9 g DMC g cat...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务