
【化】 synthetic fixed nitrogen
compose; compound; prefabricate; synthesize; synthetic
【化】 synthesis
【醫】 synthesis; synthesize
【經】 compound; synthesis
【化】 combined nitrogen; fixed nitrogen
合成固定氮(Héchéng gùdìng dàn / Synthetic Fixed Nitrogen)指通過工業方法将大氣中的惰性氮氣(N₂)轉化為具有化學活性的含氮化合物(如氨、硝酸鹽等)的過程與産物。其核心含義包含以下層面:
術語解析
來源:國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語數據庫 。
化學本質
主要依賴哈伯-博施工藝(Haber-Bosch Process),在高溫高壓下催化氮氣與氫氣反應生成氨(NH₃):
$$ce{N2 + 3H2 <=> 2NH3}$$
此反應打破了氮氣分子(N≡N)的高穩定性,實現氮的“固定”,為後續化肥(如尿素、硝酸铵)生産提供原料 。
應用意義
合成固定氮是現代農業的基石,全球約50%的糧食産量依賴氮肥支撐。其工業化生産解決了自然固氮(如豆科植物根瘤菌)的供給瓶頸,顯著提升農作物産量 。
權威來源參考
IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). Nitrogen Fixation 定義.
American Chemical Society. Haber-Bosch Process: Importance and Environmental Impact.
聯合國糧農組織 (FAO). World Fertilizer Trends and Outlook Report.
“合成固定氮”是化學和農業領域的重要概念,指通過人工方法将大氣中的惰性氮氣(N₂)轉化為可被生物利用的含氮化合物(如氨、硝酸鹽等)。以下是詳細解釋:
氮氣占空氣的78%,但因其穩定的三鍵結構(N≡N),大多數生物無法直接利用。合成固定氮特指通過工業手段(如哈伯-博世法)将N₂轉化為活性氮化合物(如NH₃),為植物提供氮營養。
類型 | 自然固氮(如根瘤菌、閃電) | 合成固定氮 |
---|---|---|
年固氮量 | ~200 Tg | ~150 Tg |
能源消耗 | 無 | 占全球能源消耗1-2% |
可控性 | 不可控 | 工業化精準調控 |
合成固定氮是20世紀最重要的化學發明之一,解決了糧食生産的關鍵瓶頸,但也需平衡其環境代價。當前研究聚焦綠色固氮技術(如電催化、仿生固氮)以實現可持續發展。
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