Fijación de dinitrógeno libre de metales de transición mediada por hidruro de bario. Crédito:Guan Yeqin
El amoníaco es crucial para la fabricación de fertilizantes nitrogenados. Debido al alto consumo de energía de la producción industrial de amoníaco, el desarrollo de materiales y enfoques alternativos para N2 eficiente la reducción a amoníaco en condiciones suaves es un objetivo largamente buscado.
Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el Prof. Chen Ping y el Prof. Guo Jianping del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China, en colaboración con el Prof. Tejs Vegge de la Universidad Técnica de Dinamarca, sintetizó amoníaco a través de un proceso de bucle químico mediado por un hidruro de bario libre de metales de transición (BaH2 ) y reveló su mecanismo.
Este estudio fue publicado en Angewandte Chemie International Edition el 2 de agosto.
Los hidruros de metales alcalinos o alcalinotérreos pueden fijar N2 , formando imidas metálicas correspondientes y H2 . Las imidas metálicas luego se hidrogenan a NH3 e hidruros metálicos. Sin embargo, los mecanismos de reacción de N2 activación, H2 liberación y NH3 la formación sobre hidruros alcalinos aún no está clara.
Los investigadores indicaron que la creación de vacantes de hidrógeno jugó un papel importante en N2 proceso de fijación mediado por BaH2 .
La creación de vacantes de hidrógeno condujo a la formación de múltiples sitios Ba coordinadamente insaturados, que fueron responsables de la adsorción y activación de N2 . El hidrógeno hídrico actuó como donante de electrones y facilitó la activación de N2 con H2 concurrentes liberar.
Descubrieron que el proceso se parecía funcionalmente a los complejos moleculares de hidrido y al cofactor FeMo en la nitrogenasa. Tanto el hidrógeno hídrico como el H2 gaseoso participaron en el NH3 proceso de formación.
"Este es un modelo útil para comprender la activación e hidrogenación de N2 a NH3 mediada por hidruros de metales alcalinos y alcalinotérreos, lo que es prometedor en tecnologías futuras para la fijación de nitrógeno utilizando materiales libres de metales de transición", dijo el profesor Chen. + Explore más
