Ambient electrosynthesis of urea from carbon dioxide and nitrate over Mo2C nanosheet

电合成 电催化剂 纳米片 尿素 二氧化碳 催化作用 化学 法拉第效率 无机化学 电化学 有机化学 电极 物理化学
作者
Yue Zhang,Xiaoya Fan,Xun He,Tingyu Yan,Yongchao Yao,Dongdong Zheng,Jingxiang Zhao,Qinghai Cai,Qian Liu,Luming Li,Wei Chu,Shengjun Sun,Xuping Sun
出处
期刊:Chinese Chemical Letters [Elsevier BV]
卷期号:35 (8): 109806-109806 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cclet.2024.109806
摘要

Electrocatalytic synthesis of urea through C-N bond formation, converting carbon dioxide (CO2) and nitrate (NO3–), presents a promising, less energy-intensive alternative to industrial urea production process. In this communication, we report the application of Mo2C nanosheets-decorated carbon sheets (Mo2C/C) as a highly efficient electrocatalyst for facilitating C-N coupling in ambient urea electrosynthesis. In CO2-saturated 0.2 mol/L Na2SO4 solution containing 0.05 mol/L NO3–, the Mo2C/C catalyst achieves an impressive urea yield of 579.13 μg h–1 mg–1 with high Faradaic efficiency of 44.80% at –0.5 V versus the reversible hydrogen electrode. Further theoretical calculations reveal that that the multiple Mo active sites enhance the formation of *CO and *NH2 intermediates and facilitate their C-N coupling. This research propels the use of Mo2C-based electrodes in electrocatalysis and accentuates the capabilities of binary metal-based catalysts in C-N coupling reactions.
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