電化學合成尿素最近已成為一種極具吸引力的節能替代途徑,但是,如何同時實現高的生產速率和法拉第效率仍然具有挑戰性。
有鑒于此,中國科學技術大學章根強教授等報道在Cu2O塊體上進行原位電化學工程,生成Cu/Cu2O異質界面能夠發生CO2和NO3-共還原,從而實現了一條有利于節約能源的電化學C-N偶聯路徑。
本文要點:
(1)
在環境條件下和-0.3 V電位,實現了632.1 ?μg?h?1mgcat.?1的尿素生產速率,相應的法拉第效率為42.3 %。原位同步輻射-FTIR光譜技術結合DFT理論計算表明,通過修飾的電子結構,中間體NOH*和CO*在異質界面處發生偶聯。
(2)
這項工作為催化劑設計提供了一條切實可行的途徑,并且為尿素電化學合成體系提供深刻的見解與幫助。
參考文獻
Dai, Z., Chen, Y., Zhang, H. et al. Surface engineering on bulk Cu2O for efficient electrosynthesis of urea. Nat Commun 16, 3271 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-57708-7
https://www.nature.com/articles/s41467-025-57708-7