室温常压下 Ti/Mo 复合材料高效利用阳光促进从空气中固氮

光催化固氮是实现碳中和与可持续发展的重要路径。受固氮酶启发，钼的参与可有效活化氮。通过将钼乙酰丙酮前驱体与 TiO$_{2}$ 烧结，设计了一种新型 Ti/Mo 复合材料光催化剂。获得了特殊的碳包覆六方光催化剂，其在室温常压下的光催化固氮性能较纯 TiO$_{2}$ 提升 16 倍。证实该复合材料中丰富的表面缺陷是固氮的关键因素。利用 $^{15}$N$_{2}$ 同位素标记实验证明了氮向氨转化的可行性。同时，对光与合成光催化剂颗粒之间相互作用的建模进行了考察以研究光吸收。考察了最佳固氮条件，固氮性能可达 432 ${\mu}$g$\cdot$g$_{\text{cat}}^{-1}\cdot$h$^{-1}$。还通过仅场表面积分法进行了数值模拟，研究光与光催化颗粒的相互作用，进一步确认其可作为有用的光催化材料。这种新开发的 Ti/Mo 复合材料为在环境条件下直接从空气中光催化固氮提供了一种简单有效的策略。