氨(NH3)是用于各种工业过程的重要化学品,也是农业的主要氮肥来源。此外,由于其高氢含量、易液化和低易燃性,氨长期以来一直被视为一种有吸引力的氢载体。然而,传统的Haber-Bosch过程生产氨需要消耗大量能源,不适合按需生产氢。光催化合成氨提供了一种更可持续和高效的替代方案,利用清洁的光能在温和条件下驱动反应。
光催化剂原理上利用光能产生充满能量的电子,将电子转移至吸附的N2分子的反键轨道,从而活化N≡N键。为了促进活化,N2分子必须在光催化剂的活性位点上充分吸附,以实现从光催化剂到N2分子的光致电子转移的高效转移。由于只有能够克服高能障碍的电子才有益于N2还原,理想的光催化剂应具有更负的还原电位,为氮分子的还原提供足够的能量。此外,为了大规模应用光催化合成氨,需要推进基于氮气和“绿氢”作为原料的低压气固相过程的开发。这些低压过程可以轻松与分散的小规模可再生能源氢生产相结合,为低碳NH3生产和H2储存提供了有前景的解决方案。
近日,吉林大学李路教授(点击查看介绍)团队报道了一种Ru负载的缺陷烧绿石K2Ta2O6-x光催化剂,具有显著的可见光吸收和非常低的功函数(与金属镁相似),可在低至0.2大气压的条件下有效地驱动N2和H2的光催化合成氨。光催化速率比先前报道的最佳光催化剂高出2.8倍,425 K的光热速率与Ru负载黑TiO2在633 K时相似。因为具有更高的光致电荷分离效率和更高的导带位置,烧绿石结构的反应活性是具有相同化学成分钙钛矿结构反应活性的3.7倍。K2Ta2O6-x和Ru之间的界面肖特基势垒和自发电子转移进一步改善了光致电荷分离,并累积能量电子以促进N2的激活。
总之,以烧绿石结构为基础的三元金属氧化物是最具吸引力的无机功能材料之一,其基本组成为A2B2O6O',其中A和B位置都可灵活调节。通过替换或掺杂不同的金属或稀土元素,可以改变M-O-M键角、多面体连接、阳离子配位环境或它们的组合,从而进一步调控材料的电子结构和光学性能。此外,A位和O'位置可以是空位,可以直接制备具有丰富缺陷的烧绿石结构或甚至使用电子替代O'以平衡电荷,这有望进一步提高光催化固氮性能。
这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是吉林大学博士研究生赵子涵。
国内首个“超稀土”电机转子在嵊州研发成功
国内首个“超稀土”电机转子在嵊州研发成功日前,由嵊州市新马电器有限公司用铁氧体配方材料研制的高效节能电机转子配套的电机,经国家权威质检部门检测,各项技术指标均高于同类稀土转子的电机,成为全球首家成功研发“超稀土”电机转子和“超稀土”高效节能电机的企业。位于嵊州市经济开发区的新马电器有限公司,是一家成立不到两年的公司,如今已研发出4款高效电机产品,其中用铁氧体代替稀土材料,使其成为国内首个掌握“超稀
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如何判断烧结钕铁硼磁铁的品质优劣?
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0评论2023-10-13227
钕铁硼的除垢防垢工作原理
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稀土军工材料——稀土铽
稀土元素于新能源、新材料等高科技发展不可或缺,在航天航空、国防军工等领域尤其具有广泛的应用价值。现代战争结果表明,稀土武器主导战局,稀土技术优势代表着军事技术优势,拥有资源则有保障。因此,稀土也成为世界各大经济体争夺的战略资源,稀土等关键原材料战略往往上升至国家战略。欧日美等国家地区针对稀土等关键材料更为重视,2008年,稀土材料被美国能源部列为“关键材料战略”;2010年初,欧盟宣布建立稀土战略
0评论2023-09-10446
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0评论2023-08-03428
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清华大学在硅基纳米激光器和光放大器研究取得重大突破纳米尺度上的激光器和光放大器是未来芯片上光电集成的核心器件,对未来超级计算机和“片上数据中心”等信息科学技术至关重要。如能将这些纳米级器件做在硅基衬底上,将引领片上光互连的革命性发展,因而成为近几十年来国际学术界和科技产业界共同关注的焦点之一。清华大学电子系“千人计划”专家宁存政教授长期研究半导体发光物理、纳米光子学、器件极端微型化制作及表征,曾在
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5月19日,国家能源局发布1-4月份全国电力工业统计数据。 截至4月底,全国累计发电装机容量约26.5亿千瓦,同比增长9.7%。其中,风电装机容量约3.8亿千瓦,同比增长12.2%;太阳能发电约4.4亿千瓦,同比增长36.6%。 1-4月份,全国发电设备累计平均利用1145小时,比上年同期减少31小时。其中,水电738小时,比上年同期减少1
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内蒙古:专项资金2亿元支持建设能源内蒙古实验室和创建国家稀土新材料技
5月23日,内蒙古自治区政府办公厅组织调度召开“以两件大事为主抓手推进内蒙古现代化建设”主题系列新闻发布会(第2场--自治区财政厅专场)。 自治区财政锚定保障国家能源安全、产业链供应链安全战略目标,聚焦现代煤化工、风、光、氢、储、生物制药、稀土、有色金属等重点产业链,着力提升工业能源经济实力,推动自治区经济高质量发展。 2023年,内蒙古自治区安排工业经济专项资金2
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