東京大學(xué)：一種常溫常壓下合成氨的新方法
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近日，東京大學(xué)西林仁昭教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種常溫常壓下合成氨的新方法。該方法變更傳統(tǒng)催化反應(yīng)中的還原劑，不使用來自石油中的氫，僅將水和氮混合就可以實(shí)現(xiàn)合成氨。此方法原料有效利用率達(dá)90%以上，且無需使用試劑，有望實(shí)現(xiàn)低成本合成氨。目前，東京大學(xué)正與日產(chǎn)化學(xué)合作，以盡早實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化。
氨在氮肥和火藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，全世界年產(chǎn)量超過1.6億噸。目前，合成氨主要使用20世紀(jì)初期德國化學(xué)家哈伯發(fā)明的“循環(huán)法”，即通過加入催化劑使氫氣和氮?dú)庠诟邷馗邏合潞铣砂薄４朔椒ǖ母邷馗邏盒枰拇罅磕茉矗澜缒茉聪牧康囊欢ò俜直染糜谥瓢惫I(yè)。
西林教授致力于研究在常溫常壓下催化合成氨的方法使用了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的碘化釤作為還原劑，氫也改由從水中獲取，大幅降低了合成的成本。此外，通過使用鉬催化劑，僅需將上述原材料混合即可合成氨。
通過采用此法，合成氨的效率比之前方法提高100倍，且如果進(jìn)一步改良催化劑，效率還將提高到200倍。傳統(tǒng)循環(huán)法中采用將氣體導(dǎo)入固態(tài)催化劑中進(jìn)行反應(yīng)的模式，氣體轉(zhuǎn)化成氨的概率較低，而此次采用混合的方法，大幅提高了原料的有效利用率。目前作為催化劑的碘化釤只能使用一次，今后還將繼續(xù)研發(fā)使其可反復(fù)利用的方法，同時與日產(chǎn)化學(xué)合作，爭取實(shí)現(xiàn)該制法在大型工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用。
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