CuO/In₂O₃异质结催化剂

温和条件电合成尿素

利用异质界面与氧空位协同，在常温下共还原CO₂与硝酸根合成尿素，为尿素生产提供一条清洁节能的替代路径。

Mao, Yini · Qiao, Gou · Shengmei, Lv · Niandan, Zhao · 蒋益敏 · 申伟 · 黎明 · 何荣幸

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

尿素生成速率

794.72 μg mg⁻¹ h⁻¹

法拉第效率

9.11 %

C–N偶联能垒

0.27 eV

技术优势

室温就能合成

反应在室温下进行，替代传统工业尿素合成的高温高压条件，降低能耗。

活化CO₂更容易

异质界面提升材料对CO₂的吸附与活化能力，从而促进C–N偶联反应。

能垒低到0.27 eV

理论计算表明关键C–N偶联步骤能垒仅为0.27 eV，有利于尿素生成。

应用场景

• 电催化合成：替代传统高能耗尿素合成工艺，室温下利用可再生电力生产尿素。
• 碳氮偶联：通过偶联*NH₂与*CO₂构建C–N键，是电合成尿素的关键步骤。
• CO₂还原：将CO₂作为碳源电化学还原并参与尿素合成，实现碳利用。
• 硝酸盐还原：将硝酸盐还原为*NH₂中间体，同时处理含氮废水。