光催化CO₂和N₂共同还原是温和反应条件合成尿素的可持续方法，但是由于C-N偶联反应的动力学缓慢，因此如何高产量的合成尿素仍是个挑战。

有鉴于此，大连理工大学全燮教授等报道设计了结构为SrTiO₃-FeS-CoWO₄的Z-scheme异质结光催化剂，通过增强CO₂和N₂吸附，降低C-N偶联反应能垒，显著改善光催化合成尿素的性能。

本文要点：

（1）

SrTiO₃-FeS-CoWO₄实现了高达8054.2 μg g_cat^-1 h^-1的尿素产量，性能超过了目前最好的研究报道的结果。

（2）

SrTiO₃-FeS-CoWO₄ Z-scheme光催化剂通过FeS加快电荷转移速率，因此具有CO₂和N₂的化学吸附和活化的双重活性位点，而且维持较高的导带（-1.50 eV），加快产生电子和质子，因此产生非常高的光催化还原性能，显著降低了C-N偶联反应决速步骤的能垒。

参考文献

Muhammad Irfan Ahmad, Yanming Liu, Yaqi Wang, Peike Cao, Hongtao Yu, Houfen Li, Shuo Chen, Xie Quan, Enhanced photocatalytic synthesis of urea from co-reduction of N₂ and CO₂ on Z-schematic SrTiO₃-FeS-CoWO₄ heterostructure, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202419628

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202419628