利用NH3和CO2進行尿素的人工光合成似乎仍未被探索。
在此,北京科技大學Jianzhuang Jiang,Dongdong Qi,Kang Wang報道了三個具有雙重互穿ffc拓撲結構的同構三維共價有機骨架分別被苯、吡嗪和四嗪活性部分功能化。
文章要點
1)一系列實驗結果表明,導電性、光捕獲能力、光生載流子分離效率以及對NH3和CO2的共吸附能力按含苯、吡嗪、四嗪的順序逐漸增強。這反過來又賦予了含四嗪的骨架優異的光催化活性,可從NH3和CO2生產尿素,產率為523 μmol g-1 h-1,分別是含苯和吡嗪骨架的40倍和4倍,表明這三種光催化劑的催化性能依賴于雜環N微環境。
2)原位光譜表征和密度泛函理論計算進一步證實了這一點,為尿素的可持續光合作用奠定了基礎。
參考文獻
Li, N., Zhang, J., Xie, X. et al. 3D N-heterocyclic covalent organic frameworks for urea photosynthesis from NH3 and CO2. Nat Commun 16, 1106 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56307-w
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56307-w