Angew：TiO2纳米片中的单原子和双原子，电催化合成尿素哪个更好？

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单原子和双原子催化剂作为后起之秀，在电催化领域得到了广泛的报道。

近日，北京交通大学Xi Wang通过空位锚定策略方法制备了单原子Pd₁-TiO₂光催化剂和双原子Pd₁Cu₁-TiO₂光催化剂，旨在回答这样一个问题：单原子和双原子催化剂更适合于电催化合成尿素。

用XPS、XANES、原位FTIR、EPR和EXAFS-WT表征了它们的单原子和双原子特征。

在电催化尿素生产中，Pd₁Cu₁-TiO₂催化剂表现出超高的尿素活性，Pd₁Cu₁-TiO₂催化剂表现出166.67 mol_urea mol_Pd^-1 h¹的超高尿素活性，在0.5 V时相应的法拉第效率为22.54 %。这比Pd₁-TiO₂的高得多。

实验测试、原位漂移谱表征和密度泛函理论计算表明，双原子Pd₁Cu₁-TiO₂比单原子Pd₁-TiO₂更容易促进碳氮偶联，且能垒更低。Pd₁Cu₁-TiO₂中Pd₁Cu₁和O_V活性中心的协同效应促进了CO₂和N₂在两个活性中心上的偶联。

在纳米片上引入双原子有望成为提高尿素合成电催化活性的一种新的有效途径。

参考文献：

Lu Pan, et al, Single-Atom or Dual-Atom in TiO₂ Nanosheet: Which is the Better Choice for Electrocatalytic Urea Synthesis?, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216835

DOI: 10.1002/anie.202216835

https://doi.org/10.1002/anie.202216835

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