hidreto de bário sem metais de transição medeia a fixação de dinitrogênio e síntese de amônia
Fixação de dinitrogênio livre de metais de transição mediada por hidreto de bário. Crédito:Guan Yeqin
A amônia é crucial para a fabricação de fertilizantes nitrogenados. Devido ao alto consumo de energia da produção industrial de amônia, o desenvolvimento de materiais alternativos e abordagens eficientes para N
2 a redução à amônia sob condições brandas é um objetivo há muito buscado.
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Chen Ping e Prof. Guo Jianping do Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com o Prof. Tejs Vegge da Universidade Técnica da Dinamarca, sintetizou amônia através de um processo de looping químico mediado por um hidreto de bário livre de metal de transição (BaH
2 ) e revelou seu mecanismo.
Este estudo foi publicado na
Angewandte Chemie International Edition em 2 de agosto.
Hidretos de metais alcalinos ou alcalino-terrosos podem fixar N
2 , formando as correspondentes imidas metálicas e H
2 . As imidas metálicas então sofrem hidrogenação para NH
3 e hidretos metálicos. No entanto, os mecanismos de reação de N
2 ativação, H
2 liberação e NH
3 formação sobre hidretos alcalinos ainda não são claros.
Os pesquisadores indicaram que a criação de vagas de hidrogênio desempenhou um papel importante no N
2 processo de fixação mediado por BaH
2 .
A criação de vacâncias de hidrogênio levou à formação de múltiplos sítios coordenativamente insaturados de Ba, que foram responsáveis pela adsorção e ativação de N
2 . O hidrogênio hídrico atuou como doador de elétrons e facilitou a ativação de N
2 com H
2 concorrente liberar.
Eles descobriram que o processo se assemelhava funcionalmente aos complexos de hidrido molecular e ao cofator FeMo na nitrogenase. Tanto o hidrogênio hídrico quanto o H
2 gasoso estiveram envolvidos no NH
3 processo de formao.
"Este é um modelo útil para entender a ativação e hidrogenação de N
2 para NH
3 mediado por hidretos de metais alcalinos e alcalino-terrosos, o que é promissor em tecnologias futuras para fixação de nitrogênio usando materiais livres de metais de transição", disse o Prof. Chen.
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