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J-GLOBAL ID：202202291420878043   整理番号：22A0727963

フルスペクトル下のアップコンバージョン鉱物ナノ複合材料上の光触媒窒素固定を促進する二重活性部位【JST・京大機械翻訳】

Dual Active Sites Boosting Photocatalytic Nitrogen Fixation over Upconversion Mineral Nanocomposites under the Full Spectrum

著者 (8件)： Zuo Shixiang (Jiangsu Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology, Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, P. R. China) ,  Zhang Haiguang (Jiangsu Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology, Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, P. R. China) ,  Li Xiazhang (Jiangsu Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology, Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, P. R. China) ,  Li Xiazhang (Key Laboratory of Clay Mineral Applied Research of Gansu Province, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, P. R. China) ,  Li Xiazhang (Department of Materials Science and Engineering, University of Delaware, Delaware, United States) ,  Han Chaoya (Department of Materials Science and Engineering, University of Delaware, Delaware, United States) ,  Yao Chao (Jiangsu Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology, Advanced Catalysis and Green Manufacturing Collaborative Innovation Center, Changzhou University, P. R. China) ,  Ni Chaoying (Department of Materials Science and Engineering, University of Delaware, Delaware, United States)
資料名： ACS Sustainable Chemistry & Engineering  (ACS Sustainable Chemistry & Engineering)
巻： 10  号： 4  ページ： 1440-1450  発行年： 2022年 
JST資料番号： W5047A  ISSN： 2168-0485  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 光触媒窒素固定はアンモニア合成の最も有望な代替法の一つと考えられている。しかし,太陽エネルギーの完全利用と強いN≡N結合をいかに切断するかは,大きな課題のままである。ここでは,アタパルジャイト(ATP)鉱物を鉄で修飾し,続いてドープしたCeF_3ナノ粒子の固定化によりCeF_3:Yb3+,Er3+/Fe-ATPヘテロ構造を形成し,これを窒素固定用の光触媒として利用した。結果は,活性化剤Yb3+と増感剤Er3+のドーピングが,CeF_3マトリックス中にフッ素空孔(F_v)を生成し,これがATP中にFeイオンをもつ二重活性部位を形成し,N_2分子の吸着と活性化に有利であることを示した。さらに,Fe再構成ATPは可視領域で狭いバンドギャップ応答を持ち,一方CeF_3ドープYb3+とEr3+は近赤外光(NIR)を紫外(UV)と可視光に変換し,その両方が全スペクトルにおける収穫範囲の拡大に寄与した。アンモニアの生成に及ぼすEr3+ドーピング比とフッ化物の負荷量の影響を調べた。特に,光生成電荷キャリアの分離と酸化還元電位は,F_vにより媒介された合理的な間接Zスキームヘテロ構造により増強された。太陽光照射下で,Erドーピング量が3mol%に最適化され,CeF_3:Yb3+,Er3+の負荷が20wt%のとき,NH_4+生成速度は253.6μmol・h-1・g-1の最高値を達成し,NIR照射下では40.3μmol・h-1・g-1に達した。本研究は,効率的なアンモニア合成のために完全な太陽エネルギーと天然鉱物を使用する持続可能な戦略を提供するかもしれない。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 最適化 ,  エルビウム ,  鉄 ,  *周波数逓倍 ,  アンモニア ,  フッ化物 ,  *活性部位 ,  ドーピング ,  太陽エネルギー ,  *スペクトル ,  可視光 ,  *光触媒 ,  ナノ粒子
準シソーラス用語： 可視領域 ,  ヘテロ構造 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 光触媒 ,  窒素固定 ,  アタパルジャイト ,  アップコンバージョン ,  活性部位

分類 (1件)： 無機化合物のルミネセンス  (BM08093J)

タイトルに関連する用語 (8件)： スペクトル ,  アップコンバージョン ,  鉱物 ,  ナノ複合材料 ,  光触媒 ,  窒素固定 ,  促進 ,  活性部位