文章第一作者为巴黎居里工程师学院硕士生宋晶

通讯作者：秦培勇 教授（北京化工大学）、卢璐 副教授（北京化工大学）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.170131

图文摘要

成果简介

工业生产尿素需要在高温高压的条件下进行，采用可再生能源驱动的尿素电合成是一种可持续的替代方案。现阶段，电化学合成尿素存在法拉第效率和产率较低等问题。本研究制备了一种金属有机框架衍生的Cu/Cu₂O-C催化剂，用于高效催化CO₂与NO₃⁻电合成尿素。在−0.4 V vs.可逆氢电极电位下，该催化剂可实现68.3%的法拉第效率，对应产率达到1439.6 mg·h⁻¹·g_cat⁻¹。结合原位拉曼光谱、原位傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论计算证实，碳层有效稳定Cu⁺/Cu⁰混合价态，促进CO与NH₂之间碳氮偶联形成关键中间体*CONH₂。本研究为设计高效金属有机框架衍生材料以推进尿素电合成提供了新思路。

性能测试

机理分析