Enhanced Urea Electrosynthesis via Nonbonding Interaction between Neighboring In and Cu Single-Atom Sites

尿素 催化作用 选择性 电合成 产量(工程) 法拉第效率 无机化学 电化学 材料科学 电催化剂 联轴节(管道) 偶联反应 化学 Atom(片上系统) 红外光谱学 光化学 二氧化碳
作者
Wei Shi,Lu Lu,Peng Zhan,Jing Song,Chenxi Zhang,Jinjie Zhuang,Peiyong Qin
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (9): 13743-13749
标识
DOI:10.1021/acsami.5c21200
摘要

Electrocatalytic coupling of carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen-containing species (e.g., N 2, NO 3 – ) to produce urea offers a sustainable option to traditional industrial systems. However, the selectivity and yield rate of urea remain unsatisfactory. Herein, a dual-metal single-atom InCu catalyst, with adjacent In and Cu single-atom pairs dispersed on carbon black, was prepared as an efficient electrocatalyst for the synthesis of urea. Due to the synergism between neighboring In and Cu sites, it exhibits significantly enhanced performance for urea generation from CO 2 and NO 3 –, reaching a Faradaic efficiency (FE) of 52.5% in a flow cell with a corresponding yield rate of 1882.7 μg h –1 mg cat –1, surpassing both the In single-atom catalyst and Cu single-atom catalyst. Additionally, the InCu catalyst exhibits catalytic activity in coupling CO 2 with N 2 . In situ Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) results combined with theoretical simulations reveal that the single In atom can be activated by its neighboring Cu site via a nonbonding interaction, which facilitates the generation of a key *ONCO intermediate and thereby accelerates C–N coupling in urea production. This work proposes a strategy to synthesize a single-atom catalyst with multimetal species and emphasizes the importance of the synergistic effect between neighboring single-atom pairs for boosted urea electrosynthesis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
搜集达人应助超级zcb采纳,获得10
1秒前
无花果应助驰骋采纳,获得10
2秒前
拂晨柳絮发布了新的文献求助10
2秒前
科研波波发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
6秒前
楼一笑发布了新的文献求助10
6秒前
xin完成签到 ,获得积分10
7秒前
英姑应助某某采纳,获得10
8秒前
领导范儿应助拂晨柳絮采纳,获得10
11秒前
简单远山发布了新的文献求助10
11秒前
WYMD发布了新的文献求助10
11秒前
pond完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
驰骋完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.3应助seashell采纳,获得10
17秒前
18秒前
驰骋发布了新的文献求助10
19秒前
看不了一点文献应助zhi采纳,获得10
19秒前
21秒前
wjw发布了新的文献求助10
23秒前
大模型应助用金箍棒刺绣采纳,获得10
25秒前
维尼熊完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
26秒前
28秒前
zzt33完成签到,获得积分10
31秒前
刘俣彤发布了新的文献求助10
31秒前
YE完成签到,获得积分10
32秒前
锵锵锵完成签到,获得积分10
33秒前
超级zcb发布了新的文献求助10
33秒前
36秒前
Wang应助关耳朵采纳,获得10
38秒前
科研通AI6.1应助楼一笑采纳,获得10
38秒前
栖遇完成签到 ,获得积分10
40秒前
40秒前
40秒前
超级zcb完成签到,获得积分10
41秒前
HOXXXiii完成签到,获得积分10
41秒前
某某发布了新的文献求助10
46秒前
高分求助中
论现代体育科学研究的方法学特征 1000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6917685
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8608416
关于积分的说明 18264208
捐赠科研通 6331156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3068915
关于科研通互助平台的介绍 2097733
邀请新用户注册赠送积分活动 2046192