鉴于仅由CO2和H2O作为反应物的电催化CO2还原反应的有限产物种类，研究人员希望通过引入提供元素多样性的额外反应物来扩大产物范围。将含无机杂原子的反应物整合到电催化CO2还原中，原则上可以实现有价值产品的可持续合成，例如有机氮化合物，其具有广泛的应用，但通常依赖于从能源密集型和依赖化石燃料的哈伯-博世工艺中获得的NH3进行工业规模生产。
近日，耶鲁大学王海梁教授综述了从反应性、催化和机理的角度综述了氮偶联的CO2还原的研究进展。
文章要点
1）作者首先综述了CO2和包括NO3-、NO2-和N2在内的不同氮前体电合成尿素的研究进展。重点关注了能够催化这一反应的广泛材料，以及仍在研究中的潜在反应机制。
2）作者接着总结了NH3集成电催化CO还原合成乙酰胺的反应过程。该反应是由于Cu催化剂能在CO还原过程中有效地建立C−C键而实现。其次，总结了了CO2和NO3-电化学共还原生成脂肪胺的最新进展。这些反应是由钴酞菁（CoPc）或Cu等催化剂实现，这些催化剂可以将CO2还原为醛。
3）作者最后总结了N-整合式电催化CO2还原合成有机氮化合物的前景，重点指出了如何通过了解反应机理来扩大反应范围和提高产物收率。
参考文献
Zixu Tao, et al, Accessing Organonitrogen Compounds via C−N Coupling in Electrocatalytic CO2 Reduction, J. Am. Chem. Soc., 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c10714
https://doi.org/10.1021/jacs.1c10714
