近日，能源与催化研究中心在Applied Catalysis B: Environmental(《应用催化B-环境》)上发表了题为“2D-layered Ti₃C₂ MXenes for promoted synthesis of NH₃ on P25 photocatalysts”的研究论文。

光催化固氮作为替代高能耗、重污染、反应条件苛刻的Haber-Bosch工艺最有前景的合成氨方法，吸引了越来越多研究者的兴趣。虽然各种半导体如SrTiO₃、CdS、BiOX、g-C₃N₄和WO₃等被发展作为人工合成氨光催化剂，但TiO₂基半导体材料仍是迄今为止最稳定、最经济的光催化剂。然而，TiO₂基光催化剂由于电子空穴的快速复合和对N₂分子的化学吸附能力差等因素导致氨产量很低。针对这些问题，发展有效的调控手段（构建氧空位、担载助催化剂等）提高载流子的分离效率，促进N₂的化学吸附和活化，提高光催化合成氨的活性十分必要。

Schematics of slab model after relaxation for N₂@5-fold-Ti (A) and N₂@4-fold-Ti (B). (C) Schematics of slab model after relaxation for N₂@Ti₃C₂ MXenes

    本文报道了一种新型的、应用于常温常压条件下光催化合成氨的助催化剂——Ti₃C₂ MXene。通过担载Ti₃C₂ MXene，P25在光照条件下的产氨量显著提高。当Ti₃C₂ MXene的担载量为6%时，产氨量达到最高。详细地探究了Ti₃C₂ MXene在光催化合成氨反应中的重要作用。本研究发展了一种高效的、用于光催化合成氨的助催化剂。

Schematic illustration for the promotion effect of 2D-layered Ti₃C₂ MXenes on P25 for photocatalytic NH₃ synthesis from N₂ molecular

    本文第一作者是硕士研究生廖原，蒋海英副教授、唐军旺教授为通讯作者。