N₂固定在维持生命的过程中是非常重要过程，目前人们在光驱动将N₂固定转化为NH₃中进行了广泛的研究，但是在温和条件中将N₂切断转化为氨、硝酸盐物种仍具有较大挑战，有鉴于此，香港中文大学王建方、余济美等报道了Fe-TiO₂微球作为光催化剂，在可见光和温和条件中进行反应，将N₂转化为NH₃。Fe-TiO₂中的氧缺陷位点中修饰了Fe，能够将吸附的N₂分子活化吸附，转化为NH₃同时生成了H₂O₂作为氧化产物，并且随后H₂O₂将生成的NH₃转化为硝酸盐。该反应的产物通过担载Au plasmonic催化剂纳米粒子，能够进行催化反应性能调控。H₂O₂在Au催化剂作用中很好的进行分解。

本文要点：

（1）

合成方法。通过TiCl₃、FeCl₃、HAuCl₄、P123作为原料制成乙醇溶液，通过气溶胶喷雾方法制备，随后在空气气氛中在400 ℃空气气氛中煅烧。分别制备了Fe掺杂量为0 %，1 %，2 %，5 %， 10 %， 20 %， 30 %， 40 %情况，发现当Fe的掺杂量增加，TiO₂的XRD峰位向高角度有偏移，作者发现d₍₁₀₁₎的晶格间距呈规律性变化。当Fe的掺杂量从0增加到40 %，能带从3.2 eV降低至~2.2 eV，通过ESR表征在g=2.001处的峰强度发现，Fe掺杂后提高了TiO₂催化剂中的氧缺陷浓度。

（2）

光催化N₂固定反应。测试可见光条件中的光催化性能，通过靛酚蓝法（indophenol blue）测试产物生成。发现当Fe的量从0逐渐提高至20 %，NH₃生成量增加至最高，随后Fe的量从20 %提高到40 %，NH₃生成量反而降低。此外，催化剂的催化活性通过Au的LSPR作用得以显著改善，Au plasmonic纳米粒子改善了光生载流子浓度，并且改善了Fe-TiO₂中光生电荷-空穴分离。

参考文献

Jianhua Yang, Haoyuan Bai, Yanzhen Guo, Han Zhang, Ruibin Jiang, Baocheng Yang, Jianfang Wang*, Jimmy C. Yu

Photodriven Disproportionation of Nitrogen and Its Change to Reductive Nitrogen Photofixation, Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI: 10.1002/anie.202010192

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010192