Ru单原子负载g-C3N4催化剂的制备及其光催化固氮性能研究

2021-04-01孙东峰许并社

中国材料进展 2021年3期

李丽，余愿，孙东峰，许并社

(1.陕西科技大学材料原子分子科学研究所，陕西西安 710021)(2.陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安 710021)

1 前言

氨(NH3)是工农业生产中必不可少的化学物质，在人类文明进程中起着非常重要的作用。自然界存在的固氮方法产生的氨产量无法满足工农业发展的需求，因此需要通过人工方法合成氨。目前最常用的人工方法是Haber-Bosch法，它是一个高能耗、高二氧化碳排放的工业氨合成方法[1-3]。随着科学技术的进步与社会发展的需要，寻求低能耗、对环境友好的人工合成氨新方法成为发展趋势。光催化固氮可以在常温常压温和条件下以清洁的太阳能为能源，通过催化剂的作用在水溶液中将氮气(N2)催化转化为氨，副产物为氧气，整个反应过程清洁无污染，是一种绿色、理想的氨合成方法[4-6]。

2 实验

2.1 试剂与仪器

实验所用试剂均为分析纯，未做进一步处理而直接使用。

实验所用仪器如下：德国布鲁克D8-Discover型X射线粉末衍射仪；日立SU8100场发射扫描电子显微镜；日本电子JEM-2100 Plus透射电子显微镜；日本电子JEM-ARM300F双球差校正透射电子显微镜；安捷伦Cary 5000紫外可见分光光度计；德国布鲁克Vertex 70红外光谱仪；英国爱丁堡FS5荧光光谱仪；瑞士万通PGSTAT302N电化学工作站；北京中教金源科技有限公司CEL-SPH2N-D5封闭光催化反应系统；北京中教金源科技有限公司CEL-HXF300氙灯系统；瑞士万通930 Compact智能型集成离子色谱。