氨是世界上最重要的基础化学品之一,在现代工农业生产中具有广泛的用途。然而,传统的氨合成工艺需要在高温高压条件下进行,消耗大量能源并造成大量温室气体排放。目前,可实现常温常压氨合成的电催化氨合成技术被公认为绿色节能高效碳减排技术。其中,设计和制备具有高活性和稳定性的电催化剂是该技术实际应用的关键。
最近,武汉技术大学的Nanjing大学研究小组和Zhao Yan教授的最新研究小组的最新研究证明了新的单原子催化剂“ Molybdenum Single-Atomed”二维硼磷化物催化剂”是一种有希望的电催化剂,预计氨合成催化剂将大大提高氨产生的产量,并减少材料和能量的浪费。相关结果发表在“能源和环境材料”中。
目前,在全球低碳经济和我国家的可持续发展策略的影响下,新的绿色合成氨技术的开发以取代传统的合成氨过程是当前的研究热点之一。其中,将氮的电催化减少到合成的氨水技术具有独特的优势,并被公认为是一种绿色,节能和高效的技术,可以在正常温度和压力下实现氨合成。
“电催化氨合成技术实际应用的关键是设计和制备具有高活性和高稳定性的电催化剂。为了筛选此类催化剂,我们使用缺陷的二维磷化物(BP)作为支撑材料,然后将在BP上分别支持过渡L单原子,并筛选出新的单原子合成催化剂。” Wu Yuping介绍了该团队通过研究和筛查发现,由钼单原子支持的二维硼磷化物催化剂材料不仅具有有效的氮激活能力减少氨合成的能力,同时也可以抑制竞争的性能氢进化的反应也很出色。
“氨合成本质上是一种还原反应。氮分子在正常温度和压力下具有一定的惰性,并且由钼单原子支撑的二维硼磷脂催化剂材料可以激活它,从而促进还原反应过程;还促进了催化剂;它可以减少反应过程中氢的释放,并抑制氢进化的竞争反应。”该论文的第一作者,南京科技大学的博士生刘Zaichun解释说,相关研究证明,新催化剂对于开发高效碳排放降低合成氨气技术具有重要意义。