氨是一种重要的化学原料，主要用于化肥生产，最近显示出作为绿色氢能源载体和燃料的前景。

为了提高固氮生产氨的光催化活性，中国海洋大学Xiangchao Meng提出了一种光化学策略来制造缺陷，并进一步将Ru单原子沉积到UiO-66（Zr）骨架上。

文章要点

1）电子-金属-载体相互作用（EMSI）是通过共价键在Ru单原子和载体之间建立的。EMSI能够加速RuSA和UiO-66之间的电荷转移，这有利于高效的光催化活性。

2）在UiO-66上制备缺陷后，光催化氨产率从4.57 μmol g^-1 h^-1提高到16.28 μmol g^-1 h^-1，并在Ru-single上进一步提高到53.28 μmol g^-1 h^-1原子加载。

3）从DFT结果发现，Ru的d轨道电子被捐赠给N₂ π*反键轨道，促进了N−N三键的激活。Ru₁/d-UiO-66（缺陷UiO-66的节点上装饰有单个Ru位点）上光催化N₂还原为氨可能发生混合远端交替反应途径，N₂氢化的第一步是反应测定步骤。

这项工作揭示了通过在MOF上可行地锚定单原子来提高光催化活性，并为理解光催化还原N₂的反应机理提供了更多证据。

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Guangmin Ren, et al, Defects-Induced Single-Atom Anchoring on Metal-Organic Frameworks for High-Efficiency Photocatalytic Nitrogen Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314408

DOI: 10.1002/anie.202314408

https://doi.org/10.1002/anie.202314408