Direct and Sustainable Ammonia Synthesis from Air and Water with Sulfur-Deficient MoS<sub>2</sub> Piezocatalysts
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Eco-friendly ammonia (NH 3 ) production is critical for advancing sustainable agriculture and industry. This study introduces a sustainable, cleaner approach using MoS 2 nanoflowers (NFs) to synthesize NH 3 directly from water and air without the need for sacrificial agents. The advanced design leverages double sulfur vacancies (V2s) in MoS 2 NFs (V2s-MoS 2 NFs) and their piezoelectric properties, achieving a noteworthy production efficiency of 8374.8 ± 140.1 μmol L –1 g –1 h –1 (absolute production rate of 0.84 ± 0.01 μmol h –1 ). This outperforms most existing photocatalysts and piezocatalysts and rivals advanced electrocatalysts. The catalyst demonstrated exceptional stability, producing 36.55 mmol L –1 g –1 (equivalent to an absolute yield of 3.655 μmol) with N 2 and 26.03 mmol L –1 g –1 (equivalent to an absolute yield of 2.603 μmol) with air over 8 h. In situ Raman spectroscopy revealed intensifying peaks at ∼819 and 993 cm –1 under N 2 gas, attributed to Mo–N stretching vibrations. Additionally, in situ diffuse reflectance infrared Fourier-transform spectroscopy showed N 2 adsorption configurations, including side-on adsorption, indicative of N≡N bond elongation on the catalyst surface. Density functional theory calculations corroborated these findings, illustrating how unpaired Mo d orbital electrons near sulfur vacancies activate N 2 dissociation via backdonation to N 2 ’s antibonding π orbitals. This research highlights the transformative potential of piezocatalytic systems for nitrogen reduction reactions using atmospheric N 2 and water, providing a basis for sustainable energy solutions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».