（通讯员 白晓霞）近日，我校先进材料与纳米科技学院应用化学系赵振环副教授团队在国际顶级期刊《Nano Energy》 (2018年影响因子为15.548)上发表题为“Band structure engineering of bioinspired Fe doped SrMoO4 for enhanced photocatalytic nitrogen reduction performance”的研究论文。该研究实现了基于半导体能带工程的可见光催化剂的可控制备，能有效的在温和条件下将氮气分子还原为氨，为可持续的绿色固氮技术提供了新方法。
先进材料与纳米科技学院硕士研究生罗晶莹为论文的第一作者，学院青年教师白晓霞为论文的共同第一作者，学院赵振环副教授、山东大学晶体材料国家重点实验室刘宏教授为论文通讯作者。西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院为论文第一单位。
当前，能源与环境问题一直是世界各国为实现经济社会的可持续发展所面临的重要问题。氨既是合成工农业化学品的重要原料，也是一种潜在能量载体。目前工业固氮制备氨主要采用Haber-Bosch过程，该过程不仅需要很高的压力和温度，同时合成氨所需要的氢气主要来源于天然气的重整。在天然气的重整过程中，会伴随着大量的温室气体排放，会造成严重的环境污染问题；同时天然气属于不可再生资源。因而，开发一种可持续的绿色固氮技术具有重要的意义。光催化固氮，利用半导体材料吸收太阳能，产生电子和空穴，光生电子可在温和的条件下将惰性的氮气分子还原为氨，被认为是一种潜在的绿色固氮技术，该研究也是当前世界各国的前沿和热点研究领域。
图片 Fe掺杂的SrMoO4的能带结构以及光催化固氮机理
在以往的研究中，半导体光催化剂的固氮活性主要来自于氧空位等缺陷，催化剂本身的能带结构在热力学上并不满足氮的还原条件。一方面，为了确保光催化固氮过程在热力学上的可行性，赵振环副教授团队采用了一种宽禁带的半导体材料SrMoO4，其能带结构在热力学上完全满足氮的还原条件；另一方面，为保证半导体催化剂既具有足够的催化活性以促进界面反应，又能尽可能多的吸收太阳光，研究团队提出利用过渡金属Fe元素对SrMoO4进行掺杂。通过掺杂成功实现了具有可见光响应活性的固氮光催化剂。研究团队提出的基于能带工程的过渡金属掺杂调控宽禁带半导体的能带结构，实现高效的太阳能驱动的光催化固氮，为设计新型的固氮光催化剂提供了一种新的策略。
作者简介：
罗晶莹，先进材料与纳米科技学院2018级硕士研究生，其主要研究内容为半导体光催化材料的设计与制备，2018年参加前沿交叉泰山学术论坛获组委会、中国化学会和中国化学快报颁发的优秀墙报奖。
白晓霞，先进材料与纳米科技学院青年教师，主要研究方向为能源转化与存储、金属防腐以及生物传感器。
赵振环，先进材料与纳米科技学院副教授，2017年入选西安电子科技大学华山学者学术型“菁英人才”。主要从事清洁能源转化与存储、生物传感器等相关研究。研究成果在Chemical Society Review、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Energy、ACS Catalysis等国际著名期刊发表SCI收录文章40余篇，Springer International出版图书章节1部，授权中国专利5项，申请美国专利1相，ESI高被引论文7篇，1篇入选2015年英国皇家化学协会高被引文章Top 1%，谷歌学术论文引用3000余次，H因子26。
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