在温和反应条件进行电催化CO和N₂偶联合成尿素是替代传统工业合成的技术。发展能够吸附和活化N₂促进C-N偶联的电催化剂非常重要。

有鉴于此，苏州大学徐来、南加州大学Oleg V. Prezhdo等发展了一种含有多种催化活性位点的二维多孔氮化碳，通过向氮化碳引入硼和过渡金属的方式构筑多个催化活性位点。

本文要点

（1）

通过一系列高通量理论计算筛选，发现B₂Cr₂，B₂Mn₂，B₂Os₂位点的氮化碳是具有前景的尿素合成催化剂。我们实验验证发现B-Mn位点能够活化N₂，因此具有更好的催化合成尿素性能。

（2）

研究金属-金属、金属-硼位点的NCON机理和CO机理，分析电子结构发现双金属位点具有非常强的N₂化学吸附，能够非常有效的活化N≡N化学键。作者提出了一种生成尿素的新型机理，这种机理通过CO插入C-N化学键的方式进行。

参考文献

Xin Cao, Dewei Zhang, Yongqi Gao, Oleg V. Prezhdo*, and Lai Xu*, Design of Boron and Transition Metal Embedded Two-Dimensional Porous Carbon Nitride for Electrocatalytic Synthesis of Urea, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c12017

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12017