MC鎂瑞臣論文獎勵丨電子科技大學：董帆課題組李解元憑借使用我們MC鎂瑞臣的產品，發表了最新研究成果！
發表期刊：Nature Communications
第一作者：李解元
通訊作者：董帆
發表單位：電子科技大學
實驗方向：光催化
影響因子：14.919
Subnanometric alkaline-earth oxide clusters for sustainable nitrate to ammonia photosynthesis
亞納米堿土氧化物簇用于可持續的硝酸鹽-氨光合作用
惰性氮氣分子由于其高解離能而受到限制，這激發了研究者探索其他含氮物種用于氨合成的興趣。硝酸根離子作為一種具有高溶解度和質子親和力的替代原料，可以方便地解離以實現可持續的氨生產。本文報道了一種由亞納米級堿土氧化物簇催化的硝酸根到氨的光合作用途徑（NO 3- RR）。該催化劑表現出高達11.97摩爾/克金屬·小時-1（89.79 mmol克催化劑·小時-1）的氨光合作用速率，且選擇性接近100%。在72小時內實現了0.78 mmol的總氨產量，這在光催化NO 3- RR領域顯示出顯著優勢。對分子水平反應機制的研究表明，亞納米級簇與TiO 2底物之間的獨特活性界面有利于硝酸鹽的活化和解離，有助于高效且選擇性地還原硝酸鹽以生產氨，同時能耗低。NO 3- RR途徑在模擬廢水中的實際應用得到了開發，展示了其巨大的工業潛力。試驗應用。這些發現對于基于簇的催化劑的功能開發具有普遍意義，并可能為利用低能耗和低碳排放的先進氨合成路線開辟道路。
論文第一作者為：李解元
論文通訊作者為：董帆
1、催化劑制備：首先合成TiO2納米片（TNS），將3mL氫氟酸溶液逐滴緩慢加入25mL鈦酸四丁酯中并持續攪拌2小時，直至溶液變為膠體狀。將上述反應溶液轉移至50mL水熱釜中，保持180℃加熱24小時。待其自然冷卻至常溫后，采用高速離心機1000rpm離心5分鐘，并用去離子水和乙醇反復洗滌10次以上，最終在80℃下烘干過夜。接下來制備堿土金屬氧化物團簇（MONCs）負載的TNS，將5mg TNS粉末均勻分散于100mL的硝酸鹽溶液（10 mg/L）中。分別向其中加入50 mg/L的MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2溶液和10mL乙二醇。將上述溶液轉移至光催化反應器中（MC-GF250, Merry Change, China），用Ar氣持續吹掃（50 mL/min）30分鐘并加以攪拌。利用300 W Xe燈（MC-X301B, Merry Change, China）作為光源進行光沉積反應。光照1小時后，將上述溶液中的固體進行收集，用去離子水和乙醇分別洗滌3次，在80℃下烘干過夜，即得到MONCs-TNS。
2、催化劑性能測試：將5mg MOMCs-TNS粉末均勻分散于100mL的硝酸鹽溶液（10 mg/L）中，采用光催化反應裝置（MC-GF250, Merry Change, China），利用Ar氣持續吹掃以排除溶解氧。接下來利用300 W Xe燈（MC-X301B, Merry Change, China）作為光源進行光催化反應，每間隔15分鐘取出1 mL液體進行后續測試。空白實驗也在同樣條件下進行，分別排除催化劑、光源、硝酸鹽進行空白測試，得到相應結果。進一步利用15NO3-反應溶液進行同位素標記測試，測試反應條件與上述條件一致。
本文所用設備
1、催化劑制備：首先合成TiO2納米片（TNS），將3mL氫氟酸溶液逐滴緩慢加入25mL鈦酸四丁酯中并持續攪拌2小時，直至溶液變為膠體狀。將上述反應溶液轉移至50mL水熱釜中，保持180℃加熱24小時。待其自然冷卻至常溫后，采用高速離心機1000rpm離心5分鐘，并用去離子水和乙醇反復洗滌10次以上，最終在80℃下烘干過夜。接下來制備堿土金屬氧化物團簇（MONCs）負載的TNS，將5mg TNS粉末均勻分散于100mL的硝酸鹽溶液（10 mg/L）中。分別向其中加入50 mg/L的MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2溶液和10mL乙二醇。將上述溶液轉移至光催化反應器中（MC-GF250, Merry Change, China），用Ar氣持續吹掃（50 mL/min）30分鐘并加以攪拌。利用300 W Xe燈（MC-X301B, Merry Change, China）作為光源進行光沉積反應。光照1小時后，將上述溶液中的固體進行收集，用去離子水和乙醇分別洗滌3次，在80℃下烘干過夜，即得到MONCs-TNS。
2、催化劑性能測試：將5mg MOMCs-TNS粉末均勻分散于100mL的硝酸鹽溶液（10 mg/L）中，采用光催化反應裝置（MC-GF250, Merry Change, China），利用Ar氣持續吹掃以排除溶解氧。接下來利用300 W Xe燈（MC-X301B, Merry Change, China）作為光源進行光催化反應，每間隔15分鐘取出1 mL液體進行后續測試。空白實驗也在同樣條件下進行，分別排除催化劑、光源、硝酸鹽進行空白測試，得到相應結果。進一步利用15NO3-反應溶液進行同位素標記測試，測試反應條件與上述條件一致。
總之，通過在TNS上構建亞納米級Mo納米晶體，實現了高效的
NO 3-還原反應用于NH 4+光合作用。研究表征并明確了Mo納
米晶體的動力學演化模式、生長機制和界面結構。在各種NH
4+合成途徑中，該方法在環境條件下實現了優異的NH 4+光合
作用速率、選擇性、長期穩定性和總產率。
Subnanometric alkaline-earth oxide clusters for sustainable nitrate to ammonia photosynthesis
影響因子：14.919
往期推薦
#文獻速遞丨史無前例！光催化領域新突破，江海龍教授最新Angew！
1
END
1
北京鎂瑞臣科技有限公司（簡稱MC鎂瑞臣）創立于2018年3月，總部位于北京市海淀區百旺弘祥科技產業園，公司集科研儀器研發制造、銷售、服務于一體，以光催化行業為經營主線，致力于環境清潔、新能源、新材料、碳中和縱向深入發展和橫向拓展并行的高科技企業。具有中關村高新技術企業認證和國家高新技術企業資質，企業信用評級AAA級企業認證，ISO9001質量管理體系質量認證及多項實用新型和發明專利。
公司在光催化實驗設備技術研發方面不斷攻克技術難題，為光催化降解污染物、光解水制氫制氧或全解水、光催化二氧化碳還原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等實驗提供運行更穩定、操作更便捷的實驗設備整體解決方案。目前業務遍及全國，為淮北師范大學、清華大學、北京化工大學、北京大學、天津大學、上海交通大學、華東理工大學、武漢大學、西安交通大學、南京工業大學、南京林業大學、東北師范大學、福州大學、中科院物理研究所等科研機構提供了周到滿意的服務，贏得了良好口碑。
MC鎂瑞臣立志于在光催化行業深耕細作厚積薄發，用品牌和服務成就每一個應該成功的人，愿成為您科研路上最真誠的伙伴！
