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光催化CO₂和N₂共同還原是溫和反應條件合成尿素的可持續方法，但是由于C-N偶聯反應的動力學緩慢，因此如何高產量的合成尿素仍是個挑戰。

有鑒于此，大連理工大學全燮教授等報道設計了結構為SrTiO₃-FeS-CoWO₄的Z-scheme異質結光催化劑，通過增強CO₂和N₂吸附，降低C-N偶聯反應能壘，顯著改善光催化合成尿素的性能。

本文要點：

（1）

SrTiO₃-FeS-CoWO₄實現了高達8054.2 μg g_cat^-1 h^-1的尿素產量，性能超過了目前最好的研究報道的結果。

（2）

SrTiO₃-FeS-CoWO₄ Z-scheme光催化劑通過FeS加快電荷轉移速率，因此具有CO₂和N₂的化學吸附和活化的雙重活性位點，而且維持較高的導帶（-1.50 eV），加快產生電子和質子，因此產生非常高的光催化還原性能，顯著降低了C-N偶聯反應決速步驟的能壘。

參考文獻

Muhammad Irfan Ahmad, Yanming Liu, Yaqi Wang, Peike Cao, Hongtao Yu, Houfen Li, Shuo Chen, Xie Quan, Enhanced photocatalytic synthesis of urea from co-reduction of N₂ and CO₂ on Z-schematic SrTiO₃-FeS-CoWO₄ heterostructure, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202419628

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202419628