铜镍合金纳米晶

尿素合成性能翻倍

铜镍合金纳米晶提供异质活性位点，促进*CO与*NH2的C−N偶联反应，尿素合成效率远高于单一金属。

Yulong, Zhou · Yang, Baopeng · Huang, Zhencong · 陈根 · Jianguo, Tang · 刘敏 · 刘小鹤 · Ma, Renzhi Renzhi · 梅宗维 · 张宁

Applied Catalysis B: Environmental 2024

具体参数

尿素法拉第效率

{'zh': '25.1', 'en': '25.1'} %

尿素产率

{'zh': '22.01', 'en': '22.01'} μmol h−1 cm−1

技术优势

活性位点不再单一

Cu位点促进CO₂还原为*CO，Ni位点促进NO₃⁻还原为*NH₂，两者相邻加速C-N偶联。

C-N偶联更容易

理论计算表明，*CO与*NH₂在共存Cu/Ni位点上比纯Cu或纯Ni上更容易偶联。

反应路径清晰

原位红外光谱证实了*CO和*NH₂的C-N偶联路径，为理性设计催化剂提供依据。

应用场景

• 尿素电合成：替代高耗能工业合成氨-尿素路线，在温和条件下直接电合成尿素。
• CO2还原催化剂：将CO₂转化为高附加值尿素，实现碳的固定与资源化利用。
• 合金纳米催化剂：通过Cu/Ni异质位点协同提高C-N偶联选择性。
• 氮肥合成：利用NO₃⁻废液电合成尿素，实现氮肥的绿色生产。