El mecanismo esquemático de síntesis de urea electrocatalítica basado en Bi-BiVO 4 Efectos sinérgicos de heteroestructura de Mott-Schottky Crédito:Zhang Guangjin y Yuan Menglei
Conversión de nitrógeno (N 2 ) y dióxido de carbono (CO 2 ) en moléculas de urea de valor agregado a través de la reacción de acoplamiento C-N es un método prometedor para resolver el problema del exceso de CO 2 emisiones.
En comparación con los procesos industriales de gran consumo de energía, La síntesis electroquímica de urea proporciona una ruta atractiva en condiciones suaves. Sin embargo, todavía enfrenta desafíos de baja selectividad y actividad catalítica.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Guangjin del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China fabricó Bi-BiVO 4 Catalizadores de heteroestructura Mott-Schottky para una síntesis eficiente de urea en condiciones ambientales.
Este trabajo fue publicado en Edición internacional Angewandte Chemie el 25 de febrero.
La transferencia de carga espontánea en las heterointerfaces promueve la formación de la región de carga espacial. "La región de carga espacial no solo facilita la adsorción y activación específicas de CO 2 y N 2 moléculas en las regiones electrofílicas / nucleofílicas generadas, pero también suprime eficazmente el envenenamiento por CO y la formación de intermedio endotérmico * NNH, ", dijo el profesor Zhang.
El adsorbido * N 2 puede promover CO 2 reducción para formar CO, y luego el CO generado reaccionará más con * N 2 para producir el intermedio * NCON * deseable a través de una reacción de acoplamiento electroquímica de C-N.
"El proceso de protonación subsiguiente se somete preferentemente al mecanismo alterno hasta la formación de urea, ", dijo el profesor Zhang.
Los investigadores utilizaron voltamperometría de barrido lineal (LSV) para evaluar preliminarmente el rendimiento potencial de la electrosíntesis de urea con Bi-BiVO. 4 híbridos. Los resultados mostraron que Bi-BiVO 4 Los híbridos exhibieron un buen desempeño en la reacción de reducción de nitrógeno electrocatalítica (NRR) y CO 2 reacción de reducción (CO 2 RR), que aseguró la producción electrocatalítica de urea.
