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queencard 裸舞 刘志博团队报谈辐射运行的氮气与水响应合成氨
近日，北京大学化学与分子工程学院应用化学系刘志博团队在National Science Review上发表了题为“Radiocatalytic ammonia synthesis from nitrogen and water”的探讨职责。该职责运用电离辐射当作赋能方法queencard 裸舞，在室温下运用水辐解产生的高复原性水合电子（e−aq）结束了氮气（N2）的复原响应。
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氮（N）是人命行动的必需元素。N2当作当然界最丰富、易得的氮源，在空气中占比高达78%，但受限于N≡N三键的高键能（941 kJ/mol），N2难以被活化运用。上世纪发展沿用于今的Haber-Bosch制氨法告捷结束了氮气向氨（NH3）的平直工业化调理，鼓励了民众农业的快速发展，抚养了宇宙上一半的东谈主口，是食粮安全的根基。掂量词，这种氮气与氢气响应的合成氨技巧需要高温高压设置，耗能高，且氢气的工业得到奉陪多半二氧化碳的排放。因此，发展高效、绿色的合成氨技巧一直受到平时顺心。
核能是一种低碳、高效的动力神志。当今核能运用经过中产生的多半电离辐射（如γ射线）仍未被很好地蛊卦运用，这部分辐射不错在蔼然条目下辐解水产生高复原性或高氧化性的活性物种。该职责发现，运用γ射线辐解水产生的e−aq概况结束氮气与水响应合成氨。使用辐射合成的Ru/SiO2催化剂概况缓助N2活化、显赫提升NH3的产额。通过对催化剂种类、催化剂用量、响应压强、响当令辰、添加剂等本质条目进行优化，响应效果不错得到进一步的提升，能量调理效果最高可达563.7 mgNH3·MJ−1。在总继承剂量为312.0 kGy时，NH3浓度不错达到5.1 mM。催化轮回本质结果标明，辐射合成的Ru/SiO2催化剂在辐照性环境中仍不错保抓其催化活性，具有精熟的辐射安然性。
图1 辐射运行的氮气与水响应合成氨
该职责发展了辐射运行固氮政策，为核能向化学能的平直调理和工业应用提供了参考。
北京大学化学与分子工程学院/北大-清华人命科学王人集结心/昌平本质室刘志博解说为该论文通信作家，北京大学化学与分子工程学院穆博帅博士和博士探讨生徐洋为论文共同第一作家。本探讨感谢席振峰院士以及魏俊年探讨员的坑诰和匡助，感谢翟茂林解说以及李久强高等工程师在辐射化学和辐照上的匡助。该职责得到了北京大学化学与分子工程学院、北大-清华人命科学王人集结心、昌平本质室、北京分子科学国度探讨中心、中华东谈主民共和国科学技巧部、国度卓绝后生科学基金、北京市当然科学基金的资助。
排版：高杨
审核：牛林queencard 裸舞，彭海琳