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水滑石
生产水滑石
中科院理化所高xiao可见光合成氨研究取得进展
氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。液氨可直接用作化肥，农业上使用的氮肥如尿素、xiao酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都以氨为原料。合成氨是大宗化工产品之一，国产阻燃剂出口，世界每年合成氨产量已达1亿吨以上，其中约80%用于化学肥料，20%用作其它化工产品的原料。同时，所有生物体都需要氮元素来建立蛋白质、核酸和许多其他生物分子。 氮气约占地球气体的78％，但不能被大多数生物直接吸收，因为N-N共价三键高的电离能导致其十分稳定。通过经典的Haber-Bosch工艺将N2固定在NH3上必须在铁基催化剂存在的条件下，在苛刻的反应条件下进行（15-25 MPa，300-550℃）。提供反应条件需消耗世界能源供应的1-2％，每年约产生2.3吨二氧化碳。目前，用于NH3合成的原料氢气主要来自的重整，每年约消耗世界产量的3-5％，国产阻燃剂制备，并释放出大量的氧化碳。 鉴于化石燃料短缺和气候变化，通过减少能源需求过程的固氮是一项具有挑战性和长期性的目标。利用太阳能光催化技术将太阳能转化为化学能，已被认为是解决未来可再生能源的jia途径之一。 二维纳米材料因其的层板结构，大比例暴露活性位等优势，在光电催化方面展现了优越性能，引起科研人员广泛关注。层状双氢氧化物（水滑石，LDH）因其层板由多种组分构成、层板厚度可调等优势，在催化方面展现了可调控性。中国科学yuan理化技术研究所研究员张铁锐团队通过简单的共沉淀方法，
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近期，中国科学yuan理化技术研究所超分子光化学研究团队研究员张铁锐和英国牛津大学Dermot
O’Hare合作制备了一种富含缺陷的超薄水滑石（LDHs）纳米材料，通过调控层板厚度，成功引入了氧缺陷，进而实现了与氧原子键合的不饱和配位Zn的合成。在题为Defect-rich
Ultrathin ZnAl-Layered Double Hydroxide Nanosheets for Efficient Photoreduction
of CO2 to CO with Water
的文章中，研究人员通过简单的水热合成方法，可控水滑石纳米晶的生长微环境，成功实现了水滑石厚度从280层到2层的调控，粒径进一步控制在30
nm。X射线精细结构衍射等手段表明，该超薄纳米片表面富含大量的氧缺陷，影响了Zn金属周围的配位环境，进而形成了Zn+-Vo复合体。该缺陷位可以有效作为电子受限位，有利于光生电子传导到反应分子，在光催化还原温室气体CO2方面展现了非常好的催化效率和循环稳定性。采用传统方法合成的大粒径LDH因为没有该催化活性位，没有明显的光催化活性。通过理论计算和实验结合的手段，进一步证实了表面掺杂的氧缺陷作为杂质能级，影响了Zn原子周围电子轨道密度，国产阻燃剂，提高了对CO2吸附能力，促进了光催化还原反应。该合成方法简单，催化剂对空气等不敏感，易于保存，并且可以规模化制备；该思路同样适用于制备其他不饱和金属（Fe、Co、Ni、Ti等）掺杂的水滑石材料，为制备多相金属催化剂搭建了一个材料平台。
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.水滑石结构及作用机理:
水滑石是一种具有层状结构的化合物（图1为镁铝水滑石层状结构图），国产阻燃剂生产，水滑石的通式可表示为［M2+1-XM3+X(OH)2］X+［An-X/n?mH2O］X-其中M2+为二价金属阳离子，M3+为三价金属阳离子。An-为碱性溶液中可稳定存在的无机和有机阴离子，不同的M2+和M3+，不同的层间阴离子An—便可形成不同的水滑石。
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