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電化學將CO₂和NO₃^-通過C-N偶聯反應轉化為尿素為傳統工業合成尿素提供一種可選的替代性方案，但是電化學CO₂和NO₃^-轉化面臨著非常低的產量、低法拉第效率、偶聯反應動力學較差。

有鑒于此，華南理工大學劉學明、中國科學院福建物質結構研究所韓麗麗研究員等在N,P共摻雜碳載體上修飾高密度Ga-Y雙原子催化劑，Ga和Y的擔載量達到14.1 wt％，將Ga/Y-CNP用于電化學合成尿素。

本文要點：

（1）

這種催化劑有助于通過CO₂和NO₃^-共同還原，促進C-N偶聯，因此在-1.4 V vs. RHE，尿素產量達到41.9 mmol h^-1 g^-1，法拉第效率達到22.1 %，原位光譜和理論計算結果表明，Ga-Y相鄰的原子對能夠通過交叉調節（cross-tuning）優化電子結構，促進CO₂在Ga位點還原為*CO，促進NO₃^-在Y位點還原為*NH₂OH，隨后*CO和*NH₂OH中間體在Ga-Y位點自發偶聯生成C-N化學鍵。

（2）

這項工作展示了通過交叉調節C-N偶聯反應路徑，制備高附加值化學品的方法。

參考文獻

Dechao Chen, Yimeng Cai, Yi Xiao, Chengqiang Wang, Yong Li, Ke Ma, Dongdong Xiao, Hsiao-Tsu Wang, Chi-Feng Lee, Linjie Zhang, Hirofumi Ishii, Yu-Cheng Shao, Nozomu Hiraoka, Lili Han, Xueming Liu, Huolin L. Xin, Electrosynthesis of Urea on High-Density Ga─Y Dual-Atom Catalyst via Cross-Tuning, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202420593

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202420593