電催化還原CO2和NO3-合成尿素是一種非常有前景但是具有挑戰性的反應。這個反應的難點在于CO2和NO3-還原中間體之間難以發生C-N偶聯。特別是CO2的多個電子的中間體以及多個電子和多個質子轉移的過程，嚴重影響C-N偶聯步驟的選擇性和催化活性。
有鑒于此，西安交通大學楊貴東教授、歐鴻輝研究員等報道Au和Cu兩個單原子位點修飾在紅磷載體上的新穎串聯催化劑，實現了CO2和NO3-轉化為尿素。
本文要點：
（1）
實驗和理論計算研究結果驗證Au活性位點促進電子從CO2分子和磷之間轉移，因此調節CO2活化中間體生成親電性*COOH。此外，Cu活性位點增強*COOH對*NH2的親電進攻，因此促進選擇性生成C-N化學鍵。
當過電勢為-0.6 VRHE，RP-AuCu催化劑生成尿素的產量達到22.9 mmol gcat-1 h-1，法拉第效率達到88.5 %，這個結果是目前電催化還原合成尿素最好的結果之一。
（2）
這項工作深入理解C-N偶聯反應機理，為設計催化劑提供一種有趣的策略，有助于開發高效率且符合可持續發展構筑C-N化合物的策略。
參考文獻
Chao Zhao, Yu Jin, Jingkang Yuan, Qilin Hou, He Li, Xiaoqing Yan, Honghui Ou*, and Guidong Yang*, Tailoring Activation Intermediates of CO2 Initiates C–N Coupling for Highly Selective Urea Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c00583
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00583
