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自然固氮

自然固氮（Natural nitrogen fixation）是在自然狀態(tài)下（非人工），將大氣中游離態(tài)的氮（氮?dú)猓┺D(zhuǎn)化為含氮化合物（如硝酸鹽、氨、二氧化氮）的過程。自然固氮的途徑主要有兩種：

氣電固氮：在大氣中游離態(tài)的氮通過閃電等產(chǎn)生含氮化合物的高能固氮，約占自然固氮的10%。

生物固氮：即自然界中的一些微生物種群（如豆科植物的根瘤菌）通過體內(nèi)的固氮酶將空氣中的氮?dú)馔ㄟ^生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為含氮化合物，約占自然固氮的90%。

生物固氮

更多資料：固氮生物

微生物自生或與植物共生，通過體內(nèi)固氮酶的作用，將大氣中的氮還原成氨的過程。

自生固氮的細(xì)菌有固氮菌、巴氏梭菌、克氏桿菌、光合細(xì)菌等。與豆科植物共生固氮的有根瘤菌。非豆科植物共生固氮的有放線菌。藍(lán)藻如念珠藻、項(xiàng)圈藻等能自身固氮，也能與其他植物如滿地紅共生固氮。此外茜草科、紫金?？坪褪硎毧浦心承┲参锶~片上有固氮微生物共生的葉瘤。

固氮機(jī)制

固氮對(duì)于植物和土壤的氮肥供應(yīng)有重要作用。其機(jī)制即菌體通過固氮酶將大氣中游離態(tài)的氮（氮?dú)猓┺D(zhuǎn)化為含氮化合物、注入到土壤中，從而提高土壤的肥力，謂之生物固氮?；虼髿庵杏坞x態(tài)的氮通過閃電等產(chǎn)生含氮化合物的高能固氮，謂之氣電固氮。

人工固氮

人工固氮一般指通過化學(xué)方法，使氮?dú)鈫钨|(zhì)轉(zhuǎn)化為含氮的化合物。目前工業(yè)上最常用的是哈伯法，也就是氮?dú)馀c氫氣在高溫高壓催化劑（鐵）作用下發(fā)生化合生成氨，然后再經(jīng)一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他有價(jià)值的化合物，如硝酸、氮肥、含氮炸藥等等。

人工固氮的另一種則是仿生固氮。目前仿生固氮的研究正在進(jìn)行之中，主要以雙氮配合物為基礎(chǔ)，用鉬和釕等過渡金屬的雙氮配合物弱化氮氮間的三鍵，從而達(dá)到固氮的目的。第一個(gè)雙氮配合物于1965年制得（[Ru(NH3)5(N2)]）。此類配合物中的雙氮配體可以只和一個(gè)金屬中心相連，也可以作兩個(gè)（或多個(gè)）金屬的橋連配體。2003年報(bào)道了首個(gè)在常溫常壓下將氮?dú)膺€原為氨的例子（見下圖），然而催化效果不理想，催化劑容易失去活性：

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