聊城大学付蓉课题组在光驱动合成氨反应取得重要进展

导读

近日，聊城大学化学化工学院付蓉教授课题组在光驱动合成氨反应领域取得重要进展，揭示了丰富的Mo(V)物种与负载的Pt双活性位点协同作用，可以有效提高光催化合成氨的效率，为解决氨合成过程中能耗高、污染严重等问题提供了新的思路。

氨气（NH3）作为重要的化工原料和能源载体，在农业、工业和能源等领域具有广泛的应用。传统的合成氨方法能耗高、污染严重，而光催化合成氨技术利用太阳能将氮气转化为氨，具有绿色环保、可持续发展的优势。然而，光催化合成氨技术面临的主要挑战是如何设计理想的催化剂，为氮的活化和氢的解离同时提供高能活性位点。

本研究利用丰富的Mo(V)物种和Pt的协同作用，在室温光催化固氮反应中，实现了高效光驱动合成氨速率（3456 μg∙g-1∙h-1）。实验和理论证明，光催化性能的提高可归因于构建双活性位点，负载Pt助催化剂使氢活化位点（Pt-O桥）和氮活化位点（低价Mo物种）之间的H*迁移能垒低，可促进OV诱导的氢从Pt向MoO3-x溢出，进一步增加Mo(V)活性位点的数量。而邻近氧空位的Mo(V)物种具有出色的给电子能力和较强的氮化学吸附性，在促进氮解离方面发挥了关键作用。

该研究成果以聊城大学为第一完成单位，在国际知名学术期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上发表，其中聊城大学付蓉为第一作者，聊城大学付蓉和吉林大学李路教授为共同通讯作者。我校赵金生教授、曲孔岗副教授和陶硕副教授参与了部分研究工作。本研究工作得到国家自然科学基金项目，山东省自然科学基金项目、吉林省自然科学基金项目、山东省高等学校青创团队项目和聊城大学光岳团队人才项目的支持。该成果的取得，标志着我院在光催化合成氨领域的研究取得重要突破，为推动绿色合成氨技术的发展做出了积极贡献，也为我院青年教师成长进步、进入国际科研一线行列提供了重要平台，对于推动我院一流学科建设具有重要意义。

附原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124671

来源：聊城大学

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