据估计，在过去的一个世纪里，氮肥的使用养活了约27%的世界人口。尿素（CO(NH₂)₂）通常通过两个连续的工业工艺合成，即N₂+H₂→NH3，然后是NH₃+CO₂→尿素。这两种反应都是在严酷的条件下进行的，消耗的能源占全球的2%以上。此外，尿素合成消耗了大约80%的全球生产的NH₃。

有鉴于此，湖南大学王双印教授，南京师范大学李亚飞教授，厦门大学程俊教授，中科大Qinghua Liu，伍伦贡大学陈俊副教授报道了在常温下，直接将N₂和CO₂在H2O中耦合以生产尿素。

文章要点

1）研究人员采用TiO₂纳米片与PdCu合金纳米颗粒组成的电催化剂用于尿素制备。

2）研究发现，这种偶联反应是通过*N=N*与CO之间的热力学自发反应形成C-N键而发生。

3）研究人员利用同位素标记对产物进行了鉴定和定量，并用同位素标记的同步辐射-傅立叶变换红外光谱研究了其作用机理。

4）与可逆氢电极相比，在-0.4 V下测得尿素生产速率为336 mmol g^-1h^-1，相应的法拉第效率为8.92%。

Chen, C., Zhu, X., Wen, X. et al. Coupling N₂ and CO₂ in H₂O to synthesize urea under ambient conditions. Nat. Chem. (2020)

DOI：10.1038/s41557-020-0481-9

https://doi.org/10.1038/s41557-020-0481-9