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生化学院教师张德亮在Journal of Alloys and Compounds期刊发表文章

更新时间:2024-03-27 08:36

氨(NH3)在当今的农业和化学工业中占有重要地位,全球年产量超过1.5亿吨。它主要用于合成硝酸、硝酸铵、尿素等。由于其良好的安全性、零碳排放和高质量的氢含量(17.6 wt%),它也被认为是一种有前途的清洁能源载体。工业化生产NH3通常是在高压、高温和催化剂条件下进行的,这种工艺不仅会向大气中释放大量温室气体,而且会消耗全球约2%的能源。因此,研究如何绿色且高效地合成氨成为了一个备受关注的研究领域。光催化氮气(N2制氨技术被认为是一种极具发展前景的低能量投入、低温室气体排放的技术。但是现有的光催化剂在可见光和近红外光区域的催化效率仍然不够高。

鉴于此,生化学院教师张德亮与北京化工大学宋继彬教授合作,在《Journal of Alloys and Compounds》期刊发表了题为Nitrogen and oxygen binary vacancies modulated g-C3N4/BiO2−x for visible-NIR-driven nitrogen photofixation”的文章。

该工作设计合成了由富含氮空位的二维(2 D)g-C3N4和富含氧空位的二维BiO2-xCN/BiO)组成的异质结构。实验结果和DFT计算均表明,CN/BiO异质结构的协同效应可有效抑制光生电子-空穴对的重组。在高效电荷分离的推动下,吸附在氮空位和氧空位上的N2可以有效地捕获高能电子,进而促进NH3的产生。在波长大于420 nm的光照射下,CN/BiO的NH3产生率达到了602.1 μmol g-1 h-1。更重要的是,CN/BiO在近红外光下仍然具有高的活性,在大于780 nm的光照射下,其NH3产率高达89.4 μmol g-1 h-1。这项研究为制备高活性、全光谱驱动的异质结光催化剂提供了一条新的合成路线,从而实现了可持续、可扩展的太阳能转化为NH3的生产。

近年来,学校高度重视科学研究工作,精准施策,不断加大科研奖励力度和科研经费投入,强化科技创新示范团队及省级科研平台的建设与管理,学校科研工作呈现良好发展态势,高质量科研成果取得显著提升,高水平项目立项数量也大幅增加,这标志着我校科研实力的提升与增强。这将极大的鼓舞我校教师投身科研工作的士气,形成良好的科研氛围,进一步提升我校建设特色高水平本科院校科研竞争力水平。


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