新型铁单原子催化剂实现高效电催化固氮合成氨
中国经济时报新闻记者 吴长锋
新闻记者从中科院合肥研究所获知,贵院固态所自然环境与电力能源高分子材料管理中心初次完成新式氧配位铁单原子催化剂完成高效率电催化N2复原合成氨工艺。有关科研成果以全篇方式此前发布在国际性著名刊物《德国应用化学》上。
单原子催化剂具备较大 的品质催化剂的活性和可调整的配位电子结构,已被广泛运用于热催化反应、催化氧化和电催化。目前为止,早已报导了多种多样碳负荷贵重金属和过渡元素单原子电催化剂。殊不知,这种单原子催化剂基本上全是根据金属材料-氮(或碳)配位键将单原子导向在碳载体上,因而探寻别的方式的配位结构式来制取单原子催化剂将有益于丰富多彩单原子催化剂大家族的类型和扩展其新的催化反应作用和主要用途。
近些年,常温下、过热蒸汽电催化N2氧化反应合成氨工艺早已造成学术研究普遍关心,将会变成取代电力能源劳动密集型哈珀-波施工业生产法的理想化合成氨工艺。针对全部报导的单原子催化剂,碳载体基本上是由金属材料-有机化学框架(MOFs)或有机分子的碳转换而制取,造成 其大规模生产成本上升。而生物质燃料基前驱体因为便宜、資源丰富多彩且非常容易得到,做为碳载体用以规模性生成单原子催化剂是十分有益的。
根据此,研究组创新能力地运用氧气充足官能团异构且没有氮元素的木质纤维素做为三价铁离子吸咐的前驱体,在碳热复原全过程中,根据铁-氧配位构造将铁单原子导向到碳载体上。不中氮的木质纤维素的运用也使科技人员可以不在受其他配位构造影响的状况下,科学研究铁-氧配位构造的催化反应特性。得出结论,试验得到了极高的氨产出率和贴近纪录的法拉第高效率(51.0%)。
该科研成果为设计方案和开发设计性能卓越单原子电催化剂出示了新理念。
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