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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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高能所在光催化固氮研究中取得進(jìn)展

2020-08-19 高能物理研究所
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  近日,中國科學(xué)院高能物理研究所多學(xué)科中心核能化學(xué)課題組在金屬有機(jī)框架材料光催化固氮研究領(lǐng)域取得進(jìn)展,研究員石偉群團(tuán)隊報道了兩例基于紫精配體的自由基MOFs材料Gd-IHEP-7Gd-IHEP-8 

  MOFs材料均表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化固氮活性,氨生成速率分別為128220 μmol h-1 g-1,其中Gd-IHEP-8固氮效率與文獻(xiàn)同類材料相比提高17倍。同時,研究人員首次系統(tǒng)闡釋了MOFs材料高效固氮的機(jī)理。分析表明,Gd-IHEP-7為基于二維層狀結(jié)構(gòu)的多孔框架,在空氣中加熱后,Gd-IHEP-7會發(fā)生二維層狀結(jié)構(gòu)向三維孔道結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而生成Gd-IHEP-8。兩個MOFs材料中紫精配體均以穩(wěn)定的單自由基形式存在,正是這種穩(wěn)定的長壽命自由基以及相應(yīng)的自由基-自由基相互作用,使得MOFs材料在200-2500nm范圍內(nèi)顯示寬光譜吸收,從而實現(xiàn)可見光催化固氮。與Gd-IHEP-7相比,在N2還原過程中Gd-IHEP-8形成的中間體與金屬離子周圍的氧原子之間會形成更致密的氫鍵網(wǎng)絡(luò),可有效降低體系的自由能,使得Gd-IHEP-8表現(xiàn)出更高的光催化固氮效率。  

  該研究為MOFs材料的新型固氮光催化劑的設(shè)計和開發(fā)提供了新策略。相關(guān)成果以Solar-Driven Nitrogen Fixation Catalyzed by Stable Radical-Containing MOFs: Improved Efficiency Induced by a Structural Transformation為題,發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。 研究得到國家杰出青年基金項目、國家自然科學(xué)基金面上項目的資助支持。  

  論文鏈接 

光催化固氮研究取得進(jìn)展

打印 責(zé)任編輯:程博

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