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從大氣氮（N2）中合成氨(NH3)的環保工藝需求日益增長。固氮無疑是一種「綠色」的NH3合成工藝，但反應速度慢，不太適合工業上有意義的大規模生產。

近日，韓國科學技術院Doh C. Lee報道了一種由A. vinelandii和量子點（QDs）組成的雜化系統的光誘導固氮。


本文要點

要點1.研究發現，在InP/ZnSe核/殼QDs存在下培養的A. vinelandii（以下簡稱「QD-A」）在光照下的NH3產量是僅有A. vinelandii的情況下的五倍以上。NH3產量的提高歸因於A. vinelandii的菌體在對數生長期的有效攝取。


要點2.從氮酶的電子釋放循環的理論分析和實驗結果表明，QDs中的光激發電子直接轉移到QD-A. vinelandii雜化體的氮酶催化組分。此外還發現，在光照射下，A. vinelandii 外表面過量的 QD 會破壞細胞膜，並阻止QD-A. vinelandii雜化體穩定地產生 NH3。


Sungjun Koh, et al, Light-Driven Ammonia Production by Azotobacter vinelandii Cultured in Medium Containing Colloidal Quantum Dots, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c01886
https://doi.org/10.1021/jacs.2c01886

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