CuInS₂原子层

近红外产氨

富含Cu-S空位缔合的CuInS₂原子层，通过对称性破缺形成局域极化场，在近红外光下高效光催化硝酸盐还原产氨。

Huimin, Liang · 叶财超 · Wu, Yao · 熊君 · Peng, Zhang · Xing-Zhong, Cao · Gazi, Hao · 江伟 · Di, Jun

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

NH₃生成速率

{'zh': '975.9', 'en': '975.9'} μmol g⁻¹ h⁻¹

NH₃生成速率

{'zh': '583.9', 'en': '583.9'} μmol g⁻¹ h⁻¹

表观量子效率

{'zh': '15.87', 'en': '15.87'} %

表观量子效率

{'zh': '11.2', 'en': '11.2'} %

表观量子效率

{'zh': '7.83', 'en': '7.83'} %

表观量子效率

{'zh': '7.12', 'en': '7.12'} %

表观量子效率

{'zh': '5.33', 'en': '5.33'} %

表观量子效率

{'zh': '4.15', 'en': '4.15'} %

技术优势

打破对称促电荷分离

空位缔合引起对称性破缺，形成局域极化中心，产生电荷密度梯度，促进定向电荷转移和NO₃⁻极化，从而提升光催化效率。

降低决速步能垒

Cu-S空位缔合的不对称电荷分布增强了与反应中间体的非共价相互作用，有效降低了速率决定步骤的能垒，从而加快反应。

应用场景

• 光催化合成氨：用近红外光驱动硝酸盐还原产氨，替代高能耗Haber-Bosch工艺。
• 硝酸盐还原：将废水中的硝酸盐转化为氨，实现污染物资源化。
• 氮肥生产：利用太阳能从硝酸盐直接合成氮肥，降低生产能耗。
• 缺陷工程：通过Cu-S空位缔合引入局域极化场，增强近红外光催化性能。