来源:X-MOL
稀土元素载荷光催化剂代表了光催化氮还原反应(NRR)中哈伯-博世工艺的有前景替代方案。然而,其底层催化机制仍未被充分阐明。在这项工作中,采用了镧(La)载荷的溴化铍(BiOBr)样纳米花球形光催化剂作为模型系统,研究稀土金属 La 在光催化固氮中的机制作用。表征结果表明,La3+会掺入 BiOBr 晶格,可能优先靠近或影响先有氧空位(OV)的电子环境。结合密度泛函理论(DFT)计算,表明引入 La 加速了后续步骤:降低氮氢化(N→NH)和 NH3 脱附(*NH3→NH3)的能量障碍,从而促进氢向氮的添加和 NH3 释放。La 负载 BiOBr(xLBOB)表现出增强的光催化氮固定性能,0.2LBB(0.2 重氧化钠)产额最高。本研究为通过局部电子调制设计稀土改性光催化氮固定材料提供了理论见解,并深入阐明了反应机制。