富氧空位In-TiO₂催化剂

电催化合成尿素

通过In³⁺掺杂与氧空位的接力催化机制，将CO₂和NO₃⁻高效共还原为尿素。

Mao, Yini · Fei, Ren · Qiao, Gou · Jiang, Yong · Lan, Tang · 蒋益敏 · 申伟 · 黎明 · 何荣幸

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

尿素产率

759.8 μg mg⁻¹h⁻¹

法拉第效率

9.06 %

技术优势

产率提升

在−0.65 V vs. RHE下尿素产率达到759.8 μg mg⁻¹h⁻¹，优于常规TiO₂基催化剂。

协同催化

In³⁺掺杂增强CO₂捕获，氧空位促进NO₃⁻还原为*NH₂，两者接力实现高效C-N偶联。

应用场景

• 电催化合成氨：将NO₃⁻还原为*NH₂中间体，进而与CO₂偶联生成尿素，替代传统Haber-Bosch工艺。
• 光催化固氮：提供氧空位作为活性位点，可拓展至光催化固氮体系。
• 电催化剂：作为高效电催化剂，用于CO₂与NO₃⁻共还原制备尿素。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，利用电能驱动CO₂和NO₃⁻合成含氮有机物。