原子级结构精确的银基双金属团簇电催化合成尿素

近日，《国家科学评论》杂志在线发表了郑州大学化学学院晶态分子功能材料重点实验室臧双全教授的研究成果，该团队报道了两例具有二十面体核心的双金属银基团簇Ag₁₄Pd和Ag₁₃Au₅。研究了Ag₁₄Pd和Ag₁₃Au₅电催化合成尿素的性能，并通过原位表征和理论计算（DFT）揭示了催化剂中金属活性位点的电荷极化对电催化合成尿素性能的影响。

在环境条件下基于气体扩散电极（GDE）流动池，Ag₁₄Pd团簇更有利于NO₃⁻还原，而Ag₁₃Au₅团簇则更倾向于CO₂还原。Ag₁₄Pd和Ag₁₃Au₅团簇在各自最高FE值下的尿素产率分别为143.3和82.3 mg h⁻¹ g_cat⁻¹。

 

实验和DFT结果证实了*NH₂和*CO是最可能的C–N偶联中间体。通过在银团簇中引入异金属原子，使金属活性位点之间发生电荷转移。在电催化合成尿素反应过程中，两种团簇对反应中间体的吸附能的差异，影响了C–N偶联反应过程的能垒，从而导致了二者在电催化合成尿素性能上的显著差异。验证了异金属原子掺杂引起的催化剂活性中心电荷极化对电催化尿素合成选择性的影响。

这些发现不仅为设计并获取理想的双金属催化剂提供了一套有效的策略，而且为深入阐释银基双金属催化剂的结构与催化活性之间的关联奠定了坚实的基础，为开发用于尿素合成的先进簇基催化剂提供了新的可能性。

研究详情请见原文:

银基双金属团簇电荷极化调控电催化尿素合成性能

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae440

---

---