中科院理化所张铁锐研究员团队：高效可见光合成氨研究取得进展

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鉴于化石燃料短缺和全球气候变化，通过减少能源需求过程的固氮是一项具有挑战性和长期性的目标。利用太阳能光催化技术将太阳能转化为化学能，已被认为是解决未来可再生能源的最佳途径之一。

二维纳米材料因其独特的层板结构，大比例暴露活性位等优势，在光电催化方面展现了优越性能，引起科研人员广泛关注。层状双氢氧化物（水滑石，LDH）因其层板由多种组分构成、层板厚度可调等优势，在催化方面展现了可调控性。中国科学院理化技术研究所研究员张铁锐团队通过简单的共沉淀方法，制备了一系列MIIMIII-LDH（MII=Mg，Zn，Ni，Cu；MIII=Al，Cr）纳米片光催化剂。X射线吸收精细结构，低温电子顺磁共振和正电子湮灭寿命测量表明，超薄LDH纳米片由于富氧缺陷，结构形变和压缩应变，增强了对N2分子的吸附和光生电子从LDH光催化剂转移到N2，从而促进了NH3的有效合成（特别是CuCr-LDH纳米片，其在500nm处量子产率仍能达到?0.10％）。研究工作显示，在常温常压和可见光或直接太阳辐射下，基于LDH将N2还原成NH3是极有潜力和希望的新途径。

LDH超薄纳米片光催化合成氨示意图

研究结果发表在《先进材料》上，相关研究工作得到了科技部国家重点基础研究计划、国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目、国家自然科学基金委青年基金项目、国家万人计划-青年拔尖人才支持计划、中科院战略性先导科技专项（B类）的支持。

论文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703828/full

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