深圳大学Wang, Jin在Applied Catalysis B: Environmental上发表论文！
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Theoretical insights on C-N coupling mechanism and guidance for screening the catalysts of electrocatalytic urea synthesis by descriptors
Zheng M.; Ma H.; Li Z.; Yu H.; Nie L.; Ye C.; Chen X.; Wang J.
Published：2024-03-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123366
研究背景
随着人们对环境保护和可持续发展的关注日益增加，利用CO<sub>2</sub>和硝酸盐/亚硝酸盐进行电催化合成尿素被认为是一种可持续的策略，可以缓解对化石能源的依赖和CO<sub>2</sub>的排放。然而，该合成过程复杂，C-N偶联机理存在争议，这限制了高效催化剂的设计和实际应用。
研究内容
本研究利用密度泛函理论计算了Au、Ag、Pd、Cu和Ni等金属催化剂的C-N偶联机理，并进行了微观动力学分析。研究发现，C-N偶联机理是由CO<sub>2</sub>+ N<sub>1</sub>物种（NO*，NOH*或N*）引起的。此外，化学吸附CO<sub>2</sub>在表面的形成被发现是直接排除不活性金属催化剂的指标。此外，研究还成功地将氢和氧吸附能的描述符与催化性能相关联，预测出具有卓越性能的催化剂，这一结果已经得到实验验证。
研究意义
本研究的创新点在于澄清了C-N偶联机理，提出了可用于筛选高效催化剂的描述符，为电催化合成尿素的高效催化剂的设计和应用提供了重要的理论指导。这些研究结果有望推动环境友好型的尿素合成技术的发展，从而促进可持续发展。
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