氨是一種重要的化學(xué)原料，主要用于化肥生產(chǎn)，最近顯示出作為綠色氫能源載體和燃料的前景。
為了提高固氮生產(chǎn)氨的光催化活性，中國海洋大學(xué)Xiangchao Meng提出了一種光化學(xué)策略來制造缺陷，并進(jìn)一步將Ru單原子沉積到UiO-66（Zr）骨架上。
文章要點(diǎn)
1）電子-金屬-載體相互作用（EMSI）是通過共價鍵在Ru單原子和載體之間建立的。EMSI能夠加速RuSA和UiO-66之間的電荷轉(zhuǎn)移，這有利于高效的光催化活性。
2）在UiO-66上制備缺陷后，光催化氨產(chǎn)率從4.57 μmol g-1 h-1提高到16.28 μmol g-1 h-1，并在Ru-single上進(jìn)一步提高到53.28 μmol g-1 h-1原子加載。
3）從DFT結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ru的d軌道電子被捐贈給N2 π*反鍵軌道，促進(jìn)了N?N三鍵的激活。Ru1/d-UiO-66（缺陷UiO-66的節(jié)點(diǎn)上裝飾有單個Ru位點(diǎn)）上光催化N2還原為氨可能發(fā)生混合遠(yuǎn)端交替反應(yīng)途徑，N2氫化的第一步是反應(yīng)測定步驟。
這項工作揭示了通過在MOF上可行地錨定單原子來提高光催化活性，并為理解光催化還原N2的反應(yīng)機(jī)理提供了更多證據(jù)。
參考文獻(xiàn)
Guangmin Ren, et al, Defects-Induced Single-Atom Anchoring on Metal-Organic Frameworks for High-Efficiency Photocatalytic Nitrogen Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314408
DOI: 10.1002/anie.202314408
https://doi.org/10.1002/anie.202314408
