谢毅/肖翀/张群ACS Catalysis:多金属氧化物调节MOFs载体动力学促进光催化固氮 2023年10月6日 上午12:31 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 22 在自然界中,固氮酶可以通过π-反键机制实现对氮气(N2)分子的高效环境固定,克服现有人工合成氨(NH3)的瓶颈,从而在温和条件下实现N2向NH3的高效人工转化。 基于此,中国科学技术大学谢毅院士、肖翀教授和张群教授等人报道了一种基于金属有机骨架(MOFs)和多金属氧酸盐(POMs)的光催化固氮模拟酶催化剂,其中POMs可有效地调节MOFs的载流子动力学来模拟固氮酶的反键机制。以MIL-88A(C12H6O13Fe)和PMo10V2(H5PMo10V2O40)为例,NH3产率为50.82 μmol g-1 h-1,MIL-88A提高了6倍,PMo10V2提高了14倍。 MIL-88A具有金属Fe的未占据位点,作为活性中心位点化学吸收N2分子并使N2极化,形成*N≡N*(过程①)。MIL-88A具有光敏性,能激发大量电子,这些电子迅速与空穴分离,并被PMo10V2有效地转移到N-N π*反键体系中,以快速加氢过程将N≡N解离成*N=*NH,如N=N拉伸振动的DRIFTS(过程②)所示。只有在可见光照射下才能检测到*N=*NH,表明*N=*NH品种是动态产物。 此外,激发态电子注入到*N=*NH中,使-N=N-键断裂,同时获得H+形成*NH=*NH、*NH-*NH2和*NH2-*NH2(过程③~⑤),并且峰较弱,表明加氢过程完成较快。同时,*NH2-*NH2的存在证明了反应遵循对称侧链途径。 最后,中间产物不断获得电子并依次氢化生成NH3或NH4+(过程⑥-⑧)。整个过程清楚地表明,NH3最终通过π-反键过程结合机制成功生成,与固氮酶的N2固定过程是一致的。 Constructing Mimic-Enzyme Catalyst: Polyoxometalates Regulating Carrier Dynamics of Metal-Organic Frameworks to Promote Photocatalytic Nitrogen Fixation. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.3c00944. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/06/60cfe33be1/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 孙启明/胡卓锋Small:分子筛负载超小钯催化剂,构建串级电解−异质催化H2O2反应体系 2023年10月8日 AEM:锂硫电池溶解-沉淀过程的原位可视化 2023年10月15日 周江/史晓东/鲁兵安AEM:凹面碳球的可控设计及储钾/钠性能探究! 2023年10月7日 上交杨军Smalll Methods: N掺杂C封装的SnSe2/FeSe2纳米立方体实现超高速率稳定的钠离子存储 2023年10月26日 吉大Appl. Catal. B:Ni2P-NiFe2O4异质结构纳米片实现高效水氧化 2023年9月30日 重磅!崔屹/鲍哲南再度联手,最新Nature子刊! 2024年2月19日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交