溶液熱力學和綠色化學的交叉研究獲進展

利用二氧化碳和硝酸鹽電催化合成尿素，是可持續碳、氮循環研究的前沿方向。然而，該反應涉及復雜的18H⁺/16e^?質子耦合電子轉移過程，導致反應動力學緩慢、C–N偶聯效率低、副反應繁雜。因此，在電極界面上高效富集反應物，并促進C–N偶聯是實現高效尿素電合成的關鍵。

近日，中國科學院化學研究所團隊在溶液熱力學和綠色化學的交叉領域取得進展，提出了“離子液體橋”強化反應新策略。

研究發現，離子液體憑借獨特的分子間相互作用，同步錨定活性位點并強化反應物在電極表面的富集，縮短了關鍵中間體的空間間距，從而協同加快反應動力學，并促進C–N偶聯。通過該策略，尿素生成速率可達140μmol h^?1cm^?2。

該研究構建了高性能尿素電合成催化體系，提出了可明顯強化偶聯反應的新策略，為發展更多高效電合成反應體系提供了新思路。

相關研究成果發表在《自然-可持續發展》（Nature Sustainability）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。