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负载型Ni/Rh纳米合金催化剂+电化学合成尿素 近日,中国科学院大连化学物理研究

负载型Ni/Rh纳米合金催化剂+电化学合成尿素
近日,中国科学院大连化学物理研究所丁云杰/李经伟/邓德会在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》发表了题为Balancing sub-reaction rates for selective urea electrosynthesis by supported Ni/Rh nanoalloy catalyst的研究论文。

本工作基于前期对Ni-BNC催化CO2转化为CO的研究,引入Rh位点构建了Ni/Rh纳米合金催化剂(Ni/Rh-BNC),成功调控反应路径并实现了反应产物从CO向尿素的转变。系统的原位ATR-SEIRAS和拉曼光谱结果揭示了中间体演化及反应路径切换的机理。其中,Ni位点作为*CO生成器,而引入的关键Rh物种发挥三重调控作用:(i)活化NO3-以平衡两个子反应速率;(ii)稳定相邻Ni位点生成的*CO中间体;(iii)促进中间体C–N偶联生成尿素。这种Rh驱动的*CO“调度”机制抑制了*CO在Ni位点上的脱附,并将反应路径导向尿素生成。最终,通过Rh物种的引入使得Ni/Rh-BNC的尿素法拉第效率与CO法拉第效率提高了近30倍,并在较低金属负载量实现高尿素产率(可达7981.8 mg-1·gmetal-1·h-1)。该策略为电催化尿素合成中双金属位点催化剂的设计提供了一个极具前景的思路和策略。
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