电催化碳氮偶联

来源:合肥微尺度物质科学国家研究中心
报告题目   电催化碳氮偶联
报告人   王双印 教授
报告人单位   湖南大学
报告时间   2023-12-24 16:00:00
报告地点   物质科研楼一楼会议室
主办单位   合肥微尺度物质科学国家研究中心
报告介绍

报告摘要:

  王双印教授团队在电催化碳氮偶联方面取得了系统性的创新成果。首次实现常温常压条件下n2与co2电催化碳氮偶联制备尿素的新反应:以co2还原中间物种(*co)替代质子对n2分子高效活化,碳氮偶联起源于*co与氮气分子(*n=n*)发生热力学自发反应(*co *n=n* → *ncon*),*ncon*物种再经加氢过程最终生成尿素,该路径避开常规氮还原合成氨反应中的决速步骤(*n2 h e- → *n2h,热力学非自发)。以pdcu-tio2-x作为电催化剂,在流动池体系中尿素合成速率达到了3.36 mmol g-1 h-1,同时法拉第效率可达8.92%。可控构筑系列双原子电催化剂,研究分子吸附行为与偶联活性之间关联,发现仅在zn-mn催化剂上n2倾向于侧向吸附,尿素生成的法拉第效率为63.5%,并且n2到尿素的氮选择性达到了~100%。调控*co中间物种的吸附能,在共电解体系中分别实现氨和尿素的选择性合成,*co高结合能诱导了进一步加氢过程得到*c物种,作为电子池促进了n2吸附活化,经一步碳氮偶联与两步碳氮解离过程合成氨。

报告人简介:

  王双印,湖南大学教授。国家杰出青年基金获得者(2018)、科睿唯安全球高被引科学家(化学、材料),科技部重点研发计划首席科学家(2021),基金委原创探索项目负责人(2022)。现为湖南大学二级教授,博士生导师。2006年本科毕业于浙江大学化工系,2010年在新加坡南洋理工大学获得博士学位,随后在美国凯斯西储大学, 德克萨斯大学奥斯汀分校、英国曼彻斯特大学(玛丽居里学者)开展研究工作。主要研究方向为电催化与电合成,主要研究成果:开辟了电催化剂缺陷化学方向,首次实现了co2与n2的电催化偶联,首次实现了电化学双极产氢,首次构建了集成式热催化-电催化中温耦合体系。代表性论文发表在国家科学评论,中国科学,科学通报,nature chem., nature catalysis, jacs, angew. chem., adv. mater., chem等期刊,总引用40000余次,h指数108,获中国青年科技奖、教育部青年科学奖、湖南省自然科学奖一等奖、中国侨届贡献一等奖、青山科技奖。


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