從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校熊宇杰教授和龍冉副教授課題組基于在等離激元催化方面的長(zhǎng)期工作基礎(chǔ)，揭示了金屬納米結(jié)構(gòu)的等離激元效應(yīng)對(duì)氮分子的作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下氮-氮三鍵的直接解離。該成果日前發(fā)表于國(guó)際化學(xué)重要期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上。    氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。由于氮分子中氮-氮三鍵非常穩(wěn)定，導(dǎo)致催化劑很難在溫和條件下直接解離氮分子。當(dāng)前工業(yè)合成氨技術(shù)以使用鐵基催化劑的哈柏法（Haber-Bosch）為主，其反應(yīng)條件非�？量蹋�所消耗的能源占全球總能耗1%以上。因此，發(fā)展可持續(xù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)溫和條件下的高效固氮反應(yīng)具有非常重要的科學(xué)意義和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。 *w}r:04F  
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該工作的核心在于設(shè)計(jì)了一類(lèi)由金核和釕天線(xiàn)所組成的多級(jí)納米結(jié)構(gòu)。金納米結(jié)構(gòu)是典型的等離激元材料，可以與可見(jiàn)光產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，產(chǎn)生表面局域等離激元共振效應(yīng)，將遠(yuǎn)大于自身幾何截面的光能集中在很小的范圍內(nèi)，并通過(guò)能量轉(zhuǎn)移引起強(qiáng)烈的光-物質(zhì)的相互作用，在實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化方面很有潛力。課題組結(jié)合金和釕這兩種金屬各自在俘獲太陽(yáng)光和活化氮分子方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出多級(jí)納米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)通過(guò)光照可以驅(qū)動(dòng)氮分子的解離，實(shí)現(xiàn)了溫和條件下的固氮反應(yīng)。 NLUiNfCR  
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課題組通過(guò)同步輻射X射線(xiàn)吸收譜等表征技術(shù)解析出催化劑的結(jié)構(gòu)及氮分子在催化劑表面的吸附行為，進(jìn)一步采用多種原位表征技術(shù)和理論模擬相結(jié)合的手段，揭示出等離激元效應(yīng)在催化劑和氮分子界面上的作用機(jī)制。 IYa(B+nB)  
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該成果為改進(jìn)傳統(tǒng)固氮催化劑提供了一種新機(jī)制, 同時(shí)也為用于光驅(qū)動(dòng)化學(xué)轉(zhuǎn)化的等離激元催化劑設(shè)計(jì)提供了新的思路。 LLbI}: