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在溫和反應條件進行電催化CO和N₂偶聯合成尿素是替代傳統工業合成的技術。發展能夠吸附和活化N₂促進C-N偶聯的電催化劑非常重要。

有鑒于此，蘇州大學徐來、南加州大學Oleg V. Prezhdo等發展了一種含有多種催化活性位點的二維多孔氮化碳，通過向氮化碳引入硼和過渡金屬的方式構筑多個催化活性位點。

本文要點

（1）

通過一系列高通量理論計算篩選，發現B₂Cr₂，B₂Mn₂，B₂Os₂位點的氮化碳是具有前景的尿素合成催化劑。我們實驗驗證發現B-Mn位點能夠活化N₂，因此具有更好的催化合成尿素性能。

（2）

研究金屬-金屬、金屬-硼位點的NCON機理和CO機理，分析電子結構發現雙金屬位點具有非常強的N₂化學吸附，能夠非常有效的活化N≡N化學鍵。作者提出了一種生成尿素的新型機理，這種機理通過CO插入C-N化學鍵的方式進行。

參考文獻

Xin Cao, Dewei Zhang, Yongqi Gao, Oleg V. Prezhdo*, and Lai Xu*, Design of Boron and Transition Metal Embedded Two-Dimensional Porous Carbon Nitride for Electrocatalytic Synthesis of Urea, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c12017

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12017