室温下合成氨技术的新探索

摘要

来自美国的研究人员近日开发出一种新的催化剂,能够在常温常压条件下利用光能实现氨的合成。
合成氨是极为重要的化工生产过程,提供了包括化肥、炸药等在内的重要的生产、生活原料。目前合成氨主要使用哈伯法,在高温高压下利用催化剂将氮气转化为氨。这一过程需要消耗大量的能源,而许多微生物却能够在常温常压条件下实现氮的固化。因此开发更为绿色的合成氨技术一直是人们梦寐以求的目标。

题图

来自美国的研究人员近日开发出一种新的催化剂,能够在常温常压条件下利用光能实现氨的合成。

合成氨是极为重要的化工生产过程,提供了包括化肥、炸药等在内的重要的生产、生活原料。目前合成氨主要使用哈伯法,在高温高压下利用催化剂将氮气转化为氨。这一过程需要消耗大量的能源,而许多微生物却能够在常温常压条件下实现氮的固化。因此开发更为绿色的合成氨技术一直是人们梦寐以求的目标。

来自美国西北大学的研究人员仿照固氮酶的核心结构,首先合成出由铁、硫二种元素形成的原子簇,再将这种原子簇与含有锡、硫二种元素的负离子相结合,形成的材料能够在常温常压下利用光能将氮气转化为氨。

插图

常温常压下利用光催化合成氨的原理。图片引自原报道

目前许多研究人员在开发更为绿色的合成氨技术上都取得了一定的进展,例如前不久曾有研究人员利用合成手段对固氮酶进行改造,成功实现光照条件下的固氮,而这项研究则完全依靠合成手段实现常温常压下的固氮。有业内人士认为,假以时日,这种技术一定会取得更大的突破。

报道:Iron-sulfur gel provides possible green route to ammonia

http://cen.acs.org/articles/94/i20/Iron-sulfur-gel-provides-possible.html

论文:Nitrogenase-mimic iron-containing chalcogels for photochemical reduction of dinitrogen to ammonia

http://www.pnas.org/content/early/2016/04/28/1605512113.abstract

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