今日,加拿大 多伦多大学(University of Toronto)Yuting Luo, Ke Xie, Pengfei Ou, Edward H. Sargent等,美国 西北大学(Northwestern University)Chayse Lavallais,Jennifer B. Dunn等,在Nature Catalysis上发文,报道了硝酸盐和二氧化碳的通电共电解electrified co-electrolysis,用以合成尿素。当将其应用于工业废水或农业径流时,有望实现低碳强度尿素生产,同时提供废水脱氮。
还报道了一种使用混合催化剂,提高尿素选择性的策略:两类位点通过中继催化机制,独立稳定尿素形成所需的关键中间体*CO2NO2和*COOHNH2。在Zn/Cu催化剂上,在废水水平硝酸盐浓度(1,000ppm NO3-[N])条件下,实现了75%的法拉第效率。所得催化剂的尿素生成速率为16µmolh−1cm−2。生命周期评估表明,电化学路线的温室气体排放量为每千克尿素0.28kgCO2e,而目前路线的排放量为1.8kgCO2ekg−1。
图2:单组分和混合催化剂的筛选。
图3:在Zn/Cu混合催化剂上,对C–N耦合的导向选择性。
图4:机理研究阐明了接力催化的化学图像。
图5:用于尿素合成的3D混合催化剂。
文献链接
Luo, Y., Xie, K., Ou, P. et al. Selective electrochemical synthesis of urea from nitrate and CO2 via relay catalysis on hybrid catalysts. Nat Catal (2023).
https://doi.org/10.1038/s41929-023-01020-4
https://www.nature.com/articles/s41929-023-01020-4
本文译自Nature。
来源:今日新材料
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