通过C-N偶联反应将氮气(N2)和二氧化碳(CO2)转化为尿素分子是解决二氧化碳过量排放问题的一种有前景的方法。

 

与能耗巨大的工业生产工艺相比，杏耀客服在温和的条件下电化学合成尿素是一条很有吸引力的途径。然而，它仍然面临着低催化活性和低选择性的挑战。

 

中科院过程工程研究所(IPE)张广进教授带领研究团队制备了Bi-BiVO4 Mott-Schottky异质结构催化剂， 杏耀平台总代结缘，用于室温条件下高效合成尿素。

 

这项研究发表在2月25日的Angewandte化学国际版上。

 

异质界面上的自发电荷转移促进了空间电荷区的形成。“空间电荷区不仅有利于CO2和N2分子在生成的亲电/亲核区域上的定向吸附和活化，而且还能有效抑制CO中毒和吸热*NNH中间体的形成，”张教授说。

 

吸附的*N2能促进CO2还原生成CO，杏耀代理生成的CO进一步与*N2反应，通过电化学C-N偶联反应生成理想的*NCON*中间体。

 

“随后的质子化过程优先经历交替机制，直到形成尿素，”张教授说。

 

研究人员利用线性扫描伏安法(LSV)对双bivo4杂化尿素电合成的潜在性能进行了初步评价。结果表明，Bi-BiVO4杂交种在电催化氮还原反应(NRR)和CO2还原反应(CO2RR)中均表现出良好的性能，为电催化尿素生产提供了保障。