自然界中的固氮路径 ANGHAI JIAO TONG UNIVERST N2(=N)→NO3,NH4 闪电固氮： N2+O,=2NO 2NO+O,=2NO, 3NO2+H2O-2HNO3+NO 微生物固氮：一些植物通过微 生物种群将空气中游离态的氮转 化为化合态的氮的过程 上洋文通大粤 N2- 固氮酶NH4 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
自然界中的固氮路径 • 闪电固氮： N2+O2=2NO 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO N2 （N N）→ NO3 - , NH4 + • 微生物固氮 ： 一些植物通过微 生物种群将空气中游离态的氮转 化为化合态的氮的过程。 N2 NH4 固氮酶 +
实例：根瘤菌 ANGHAI 1日日 VERS 形态：棒槌形、T”形或Y” O TONG UN 固氨微生物的种类 共生固氮微生物 结构：原核单胞 生理：①需氧异养；②互利共生（具种属特异 性)；③侵入豆科作物根部后不断繁殖可刺激 根薄壁细胞分裂、组织膨大成根瘤。 实例：圆核固氮菌 自生固氮微生物 形态：杆菌或短杆菌 结构：原核单细胞 作用：①固氮；②分泌生长素，促进植株生 长和果实发育
固氮微生物的种类 共生固氮微生物自生固氮微生物 形态：棒槌形、“T”形或“Y” 结构：原核单细胞形 生理：①需氧异养；②互利共生（具种属特异 性）；③侵入豆科作物根部后不断繁殖可刺激 根薄壁细胞分裂、组织膨大成根瘤。 形态：杆菌或短杆菌 作用： ①固氮； ②分泌生长素，促进植株生 长和果实发育。 结构：原核单细胞 实例：根瘤菌 实例：圆核固氮菌
人工固氮 GHAI JIAO TONG UNIVERS 实现人工固氮的动力源 ,人口增长对粮食的需求，导致对氮肥的需 求量在迅速增长。 19世纪，军事工业生产炸药也需要大量的 硝石，因此解决氮肥来源必须另辟途径。 催化剂 Fe N2+3H2→2NH3+Q 总体积缩小的放热的可逆反应 德国马普学会弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的 Fritz Haber(1868~1934) 格哈德埃特尔(Gerhard Ertl)教授2007年诺贝尔化学奖 1918年诺贝尔化学奖
人工固氮 实现人工固氮的动力源 • 人口增长对粮食的需求，导致对氮肥的需 求量在迅速增长。 • 19世纪，军事工业生产炸药也需要大量的 硝石，因此解决氮肥来源必须另辟途径。 N2+3H2→2NH3 + Q 总体积缩小的放热的可逆反应 Fritz Haber (1868~1934) 1918年诺贝尔化学奖 Fe 催化剂 德国马普学会弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的 格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)教授 2007年诺贝尔化学奖
大气中的N2 mw .o CHANGHAL IIAO TONG UNIVERSTE NO: 尿素及动 NO. 氮素化肥 植物遗体 土壤中的微生物
大气中的N2 尿素及动 植物遗体 NO3 - 土壤中的微生物 NH3 NO3 - 氮素化肥
催化：既古老又现代 ·科学意义上的催化作用的发现是在1811年由俄国的K 发现的：加热的淀粉水溶液中加入的无机酸如盐酸，可以促 进淀粉的分解生成糖，而无机酸本身不发生任何变化。 (C6H1206)n→nC6H1206△盐酸 1817年英国的Davy发现在加热的铂金丝上，乙醇和煤层气 (乙炔)可以发生燃烧。C,H0H+O2→C02+H20APt 1931年英国的Phillips等人发现铂金网是SO,的空气氧化反应 的优良催化剂。2SO2+O2→2S03△Pt 催化：当前研究非常活跃，并在解决未来能源和环境问题中 发挥独特作用 上泽究通大皇 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSTTY
催化：既古老又现代 • 科学意义上的催化作用的发现是在1811年由俄国的Kirchhof 发现的：加热的淀粉水溶液中加入的无机酸如盐酸，可以促 进淀粉的分解生成糖，而无机酸本身不发生任何变化。 (C6H12O6)n → nC6H12O6 Δ盐酸 • 1817年英国的Davy发现在加热的铂金丝上，乙醇和煤层气 （乙炔）可以发生燃烧。C2H5OH+O2 → CO2+H2O ΔPt • 1931年英国的Phillips等人发现铂金网是SO2的空气氧化反应 的优良催化剂。2SO2+O2 → 2SO3 Δ Pt • ……. • 催化：当前研究非常活跃，并在解决未来能源和环境问题中 发挥独特作用