化学家发现了固定氮的新方法

俄勒冈大学化学家们已经在常温常压下从氮气中生产出氨,这标志着朝着实现化学梦寐以求的目标迈出了重要的一步。

一篇描述这种方法的科学文章,在“固定”反应中使用一种简单的铁和氢化合物作为电子源,可以在网上找到,并将发表在7月27日的《科学》杂志上美国化学学会杂志

俄勒冈大学化学教授大卫·泰勒和两名研究生约翰·吉尔伯森和内特·西姆扎克在乙醚溶液中设计了这一过程。然而,除了一个步骤之外,所有的步骤都被证明在水中也有效。

在大气中,氮气是惰性气体。然而,当氮转化为氨时,它就成为植物生长所需的氮源,也就是驱动世界粮食供应的肥料。工业生产氨使用百年的哈伯-博世工艺,该工艺在极高的压力和温度下直接将空气中的氮与氢结合。

泰勒说:“我们第一次能够在实验室中使用氢作为固定氮的电子来源。”“到目前为止,人们不得不使用与哈伯-博世过程无关的其他电子来源。另外一个成功使用氢的案例需要更高的温度和特殊材料。”亚博网站下载

泰勒说:“在化学家看来,在室温和常压下,用简单的氢在水中将氮转化为氨,这是固氮的终极目标。”“下一个挑战是弄清楚如何在水中进行完整的循环。”

俄勒冈大学的方法与哈伯-博世过程非常相似,利用氢分子中的电子作为固定反应所需的电子来源。泰勒说:“这比迄今为止提出的任何其他解决方案都要简单。”“其他程序涉及使用相对陌生的电子源,或者需要提高温度来完成合成。”

而且,虽然新方法“为一项迷人的、基本的科学挑战提供了一个解决方案”,泰勒强调说,在它从试验台过渡到具有成本效益的工业应用之前,可能需要几十年——如果有的话。

泰勒说,合成氨的新方法花了五年时间才实现,这是受到他的研究生早期研究成果的启发,他们找到了使复合物溶于水的方法。他指出,Gilbertson和Szymczak都得到了大学国家科学基金会的资助,通过综合研究生教育和研究培训计划(IGERT)在材料科学领域设立研究职位。亚博网站下载亚博老虎机网登录

泰勒说:“解决如此重大的问题需要大量的学生力量和研究经费。”“我们是在过去20年取得进展的基础上发展的。不仅是我和我的学生,还有在我们之前的其他研究人员,都为此付出了很多努力。”

被选中参加IGERT项目的学生将有机会进行跨学科研究,在其他校园任教,并在国家实验室和私人公司实习。吉尔伯特森将于今年8月完成他的化学博士学位,并将于今年秋季在德克萨斯州圣安东尼奥的三一大学(Trinity University)开始一个教学博士后职位。Szymczak目前在太平洋西北国家实验室实习。

http://uonews.uoregon.edu/

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