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      賴斯大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種無機合成氨的方法
      
			
      
				2019-11-26 10:25:34
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      賴斯大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種無機合成氨的方法，該方法既環(huán)保又可以在環(huán)境條件下按需生產(chǎn)有價值的化學物質(zhì)。
      

      布朗工程學院材料實驗室的科學家Jun Lou操縱了一個眾所周知的二維晶體- 二硫化鉬 -并通過從晶格狀結(jié)構(gòu)中去除硫原子并用鈷代替了暴露的鉬，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎?/p>

      賴斯大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種無機合成氨的方法
      

      這使得該材料能夠模仿自然有機過程細菌所使用的細菌，這些細菌用來將大氣中的二氮轉(zhuǎn)化為生物體中的氨，包括使用氨來幫助肝臟功能的人體。
      

      無機工藝可以使氨作為工業(yè)的小規(guī)模附件在任何需要的地方生產(chǎn)，該工業(yè)每年通過無機Haber-Bosch工藝生產(chǎn)數(shù)百萬噸的化學品。
      

      這項研究在《美國化學學會雜志》上有描述。
      

      共同主要作者，萊斯大學的研究生田小銀說：“哈伯-博世過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳并消耗大量的能量。” “但是我們的過程使用電來觸發(fā)催化劑。我們可以從太陽能或風能中獲取電能。”
      

      研究人員已經(jīng)知道，二硫化鉬具有與二氮鍵結(jié)合的親和力，二氮是兩個牢固結(jié)合的氮原子的天然分子，占地球大氣的78%。
      

      顯微鏡圖像顯示了在碳布上生長的摻鈷二硫化鉬。右側(cè)的高分辨率透射電子顯微鏡圖像顯示了摻雜的納米片，這有助于氨的高效電化學催化。萊斯大學的材料科學家開發(fā)了該方法供小規(guī)模使用。信用：Lou Group / Rice University
      

      Brookhaven國家實驗室的研究助理Liu Mingjie Liu進行的計算模擬顯示，用鈷代替一些暴露的鉬原子將增強該化合物促進二氮還原為氨的能力。
      

      在賴斯的實驗室測試表明確實如此。研究人員通過在碳布上生長有缺陷的二硫化鉬晶體并添加鈷來組裝納米級材料的樣品。(從技術(shù)上講，晶體為二維晶體，??但表現(xiàn)為鉬原子的平面，上方和下方都有硫?qū)印?施加電流后，使用1千克催化劑，該化合物每小時可產(chǎn)生10克以上的氨。
      

      賴斯的博士后研究員，共同首席作者張靜說：“規(guī)模無法與發(fā)達的工業(yè)過程相提并論，但在特定情況下可以替代。” “它將允許在沒有工廠的地方，甚至在太空應用中生產(chǎn)氨。” 他說，實驗室實驗使用了專用的二氮進料，但該平臺可以輕松地將其從空氣中拉出。
      

      婁說，其他摻雜劑可能使這種材料催化其他化學物質(zhì)，這是未來研究的主題。他說：“我們認為這里是一個機會，可以采取我們非常熟悉的東西，并嘗試做大自然數(shù)十億年來一直在做的事情。” “如果我們以正確的方式設(shè)計反應堆，那么平臺就可以不間斷地執(zhí)行其功能。”
      
			

			
        
      
			
      
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