通过大气气氛N₂合成NH₃实现固氮是对于人类最重要的一个反应，目前工业界通常从化石燃料生成的H­₂作为原料用于固氮反应，因此从可持续发展的角度来看，通过可见光等可再生能源驱动固氮反应是个非常重要的目标。

有鉴于此，东京大学Yoshiaki Nishibayashi、九州大学Kazunari Yoshizawa等报道发展了使用Ir和Mo催化剂在温和反应条件通过可见光驱动固氮合成氨。

本文要点

（1）

催化体系的设计。设计了Ir光催化剂、Mo催化剂的协同催化体系，其中9,10-二氢吖啶同时作为还原剂、并且为N₂加氢反应提供质子氢。同时，作者发现通过9,10-二氢吖啶和N₂生成NH₃是吸热过程，因此固氮反应所需的能量是由可见光的能量提供。

（2）

Ir复合物光催化剂分子和含有N杂环卡宾配体修饰的三碘化钼构成了协同催化剂，并且Ir和Mo催化剂分别用于活化9,10-二氢吖啶和N₂。N₂和二氢吖啶之间的反应并不具有热力学优势，只有当光照条件才能驱动该反应。这项工作通过可见光能量驱动，直接实现了从N₂制备NH₃。

参考文献

Ashida, Y., Onozuka, Y., Arashiba, K. et al. Catalytic nitrogen fixation using visible light energy. Nat Commun 13, 7263 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-34984-1

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34984-1