全世界每年產氨200百萬噸氨。主要用作肥料和含氮的化合物,標準的工業生產過程Haber-Bosch方法包含氮和氫在400攝氏度和250大氣壓下,由鐵基催化劑進行反應。消耗高能量。
儘管進行的慢,但自然界也有氮轉化氨的過程;稱為固氮過程,它在含固氨酶下進行反應,催化劑包含鐵鉬和硫的原子簇。
為了了解自然有效利用能量的的辦法,研究者以前合成類似的三種原子簇。他們發現,在降低條件下,這些催化劑的一部份能催化氨的生產.
2015年1月,由西北大學化學家,包括阿布舍克梅而庫麗現等已證明有一種潛在更有效的催化劑,稱為硫系凝膠(Chalcogel),它能用光碟機動,在室溫和常壓下將氮轉化為氨生產。這種催化劑是一種仿固氮劑和光合作用的固氮體;它是Sn2S8和Mo2Fe8S8聯結的有孔,非晶複合吸光固體。
研究隊伍將氮通過含有這種新催化劑,鹽酸吡啶,和抗壞血酸納的水溶液,光照一會後,就有氨氣發生。但沒有催化劑和光照時,溶液就沒有氨出現。
研究隊伍對硫系凝膠的評估是,在這次實驗中,對工業來說,能產生的氨太慢。但性能經72-小時試驗後,仍然是穩定的。
這種硫系凝膠新催化劑提供了進一步研究起催化作用的位結構以及Sn2S8的作用。
參考文獻:
“Photocatalyst convers Nitrogen to Ammonia" cen.acs.org/articles/93i4/photocatalyst-converts-Nitrogen-Ammonia.html