CrFeCoNiRu高熵合金电催化剂

尿素产率35.57 mmol g⁻¹ h⁻¹

采用螯合离子液体策略实现温和、可规模化的高熵纳米合金/碳复合电催化剂制备，显著提升电催化C-N偶联产尿素性能。

Zhang, Qingqing · 李瑞怡 · 李在均 · Yongqiang, Yang · Xiaohao, Liu

New Journal of Chemistry 2024

参数信息

尿素产率

35.57 ± 0.81 mmol gcatalyst−1 h−1

法拉第效率

21.02 ± 0.77 %

纳米晶尺寸

52.5 ± 1.2 nm

技术优势

合成条件温和

采用螯合型离子液体与金属盐形成粘稠配合物溶液，经低温碳化和高温退火即可获得高熵合金/碳复合物，避免苛刻条件。

可规模化制备

该方法基于常见金属盐和离子液体，低温碳化过程简单，易于放大批量生产。

碳框架提升性能

三维碳框架提供高离子/电子导电性，并通过亲水含氧基团和强电负性氮原子增强对NO₃⁻和CO₂的亲和力，促进C-N偶联。

尿素产率更高

CrFeCoNiRu₀.₀₅-HENA/C的尿素产率达35.57 mmol g⁻¹ h⁻¹，法拉第效率21.02%，显著优于多组分纳米合金对比样。

应用场景

• 电催化CO₂还原：利用该催化剂对CO₂的高亲和力，高效转化CO₂为尿素等高值化学品。
• 电化学合成：在温和电化学条件下直接合成尿素，避免传统高温高压工艺。
• 高熵合金催化剂：高熵效应和多元协同作用增强C-N偶联活性，提升催化效率。
• 碳基催化剂：三维碳框架提供导电网络和反应物吸附位点，促进电子转移和传质。
• 氮还原耦合：有效催化NO₃⁻还原并与CO₂发生C-N偶联，实现尿素合成。