近日，我所催化基礎國家重點實驗室能源與環境小分子催化研究組（509組）鄧德會研究員團隊發表空氣主份氮氣和氧氣共轉化綜述性文章。該綜述介紹了氮氣和氧氣共轉化的途徑以及主要技術手段，為實現低能耗、高效、直接轉化空氣主份生成氮氧化合物和碳氮氧有機物提供重要借鑒。
空氣主要成分氮氣和氧氣占空氣成分體積比的99%以上，是取之不盡的氮源和氧源。99%以上的化肥、農藥和醫藥等都含有氮和氧兩種元素。然而，氮氣分子十分穩定，難以活化。目前，工業上合成氮氧化合物主要通過工業合成氨再氧化的方法，此過程需要以高純氮氣和氫氣為原料，過程復雜且能耗極高。因此，氮氣、氧氣直接轉化合成氮氧化合物，甚至通過引入碳源直接生成碳氮氧有機物極具挑戰。
該文章系統地評述了當前通過熱催化、等離子體轉化、超聲轉化、光/電催化等技術手段直接轉化氮氣和氧氣方面的最新進展，同時闡述了通過上述技術手段直接活化和轉化氮氣與氧氣的機理、難點與挑戰。最后，作者針對性地提出了未來應重點關注的研究策略，包括多能耦合催化轉化、引入額外分子調控反應路徑、開發新型催化劑等。
相關工作以“Direct conversion of N2 and O2: status, challenge, and perspective”為題，發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。該工作的第一作者是我所509組博士后李締和昝靈興。上述工作獲得了國家自然科學基金委 “空氣主份轉化化學”基礎科學中心項目的支持。（文/圖 李締）
