N₂光催化合成氨是一种碳中性策略，其效率受到惰性N≡N三键活化的阻碍。在N₂活化过程中，供电子和给电子过程往往具有强耦合性，导致高势垒和低光催化活性。

近日，天津大学姜忠义教授报道了提出了一种策略，通过双金属有机骨架（BMOF）来解耦上述两个过程，以促进N₂的活化。

文章要点

1）所设计的BMOF由两个功能金属节点组成，其中具有高电离势（I_n）的硬酸性金属节点接受来自N₂的电子，而具有低I_n的软酸性金属节点向N₂提供电子。

2）原位傅里叶变换红外光谱（FTIR）和密度泛函理论（DFT）计算证实，双金属协同效应显著降低了N₂的活化势垒。此外，通过对6种双金属组合的测试发现，当两种金属间的电离电势差（ΔI_n）为≥6 eV，高I_n金属比例达到20%时，双金属协同效应占主导地位。

3）在所有制备的BMOFs光催化剂中，最优的BMOF(Sr)-0.2Fe光催化剂的析氨速率高达780 μmol g⁻¹ h⁻¹。

参考文献

Zhanfeng Zhao, et al, Boosting Nitrogen Activation via Bimetallic Organic Frameworks for Photocatalytic Ammonia Synthesis, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c02465

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02465