实现超快固氮反应非常具有挑战性。目前固氮方法有限，强二氮键通常需要通过极端温度或压力或通过使用复杂催化剂的耗能过程来激活。

近日，报告了一种新颖的基于激光的化学方法，在环境条件下无需催化剂即可固氮，该方法称为液体中激光鼓泡（LBL），它直接激活水（H₂O）中的N₂并有效地将N₂转化为有价值的NH₃（最大： 4.2 mmol h⁻¹ ) 和 NO₃⁻ (0.17 mmol h⁻¹ )。值得注意的是，NH₃ 和 NO₃ ^- 的最高产率比迄今为止报道的电催化最佳值高 4 个数量级。

文章要点

1）研究人员通过使用光学发射光谱检测中间等离子体的产生并采用同位素示踪进一步验证了实验机制。

2）研究人员还确定，激光诱导气泡内远离热力学平衡的极高温度环境以及气泡快速熄灭的动力学过程对于 N₂ 活化和固定以通过 LBL 生成 NH₃ 和 NO_x 至关重要。

3）这些结果表明，LBL是一种简单、安全、高效、绿色和可持续的技术，能够将可再生原料H₂O和N₂快速转化为NH₃和NO₃⁻，为化学固氮带来了新的前景。

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Weiwei Cao, et al, Catalyst-Free Activation and Fixation of Nitrogen by Laser-Induced Conversion, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02631

https://doi.org/10.1021/jacs.4c02631