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氨(NH₃)是氮肥工業(yè)、關(guān)鍵化學(xué)工業(yè)和家用化學(xué)品以及化學(xué)前體的原料。并且傳統(tǒng)的用于合成氨的Haber-Bosh 工藝具有高污染和高能耗的缺點(diǎn)。

中國(guó)科學(xué)院李玉良和山東大學(xué)薛玉瑞等人報(bào)道了錨定Co量子點(diǎn)的多孔石墨二炔(GDY)光催化劑(GDY@CoO_xQD)，是催化N₂和H₂O合成NH₃的理想催化劑。

GDY的炔鍵、天然孔隙和高還原能力促進(jìn)了Co納米顆粒的原位修飾和穩(wěn)定性。另外，由于Co和GDY之間的協(xié)同效應(yīng)，修飾的碳帶具有很強(qiáng)的光敏性和供電子效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了高效的NRR性能。同時(shí)N₂解離也變得更高效，從而提高光催化NRR(PCNRR)性能。

中科院李玉良/山大薛玉瑞Nano Energy: 多孔石墨炔負(fù)載CoOx量子點(diǎn)用于固氮反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，GDY@CoO_xQD具有最高達(dá)到26502 μmol_NH3 gcat.^-1h^-1的NH₃產(chǎn)率（Y_NH3），最低的Y_NH3也達(dá)到15026 μmol_NH3 gcat.^-1h^-1，平均Y_NH3達(dá)到19583 μmol_NH3 gcat.^-1h^-1，同時(shí)，具有100%的選擇性，以及在室溫和環(huán)境下的高長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

Porous graphdiyne loading CoO_x quantum dots for fixation nitrogen reaction. Nano Energy, 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106333

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