近日，我校材料科学与工程学院吴玉程教授课题组在电催化C-N偶联合成尿素领域取得新进展，相关成果以“Regulating Active Hydrogen Supply over Cu Clusters-Interspersed MoS₂/MoO₂Nanosheets for Efficient Urea Electrosynthesis”为题，发表在材料领域国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上。

尿素作为全球使用最广泛的氮肥和重要化工原料，其传统工业生产主要依赖Bosch-Meiser工艺。该工艺以高能耗的Haber-Bosch合成氨过程为核心，反应条件苛刻，需在高温高压下进行，不仅能耗巨大，还对环境造成较高负荷。因此，开发绿色、高效的新型合成路线，利用可再生电力驱动CO₂与含氮物种通过电催化偶联合成尿素，具有重要的科学意义和应用前景。然而，该技术目前仍面临诸多挑战，如反应路径复杂、C-N偶联动力学缓慢、活性氢（*H）供给不足等，这些问题严重制约了催化效率与产物选择性。

图1 催化剂微观结构和成分的表征

针对上述挑战，吴玉程教授课题组的王岩教授、“香江学者”博士后张剑芳，与澳大利亚国立大学Hark Hoe Tan教授、中国科学技术大学国家同步辐射实验室谈浩博士等人合作，发展了一种基于Cu-MoS₂/MoO₂协同催化剂的新策略。通过低温液相剥离结合氧化-还原调控，成功将Cu纳米簇均匀锚定于部分氧化的MoS₂纳米片中，构建出独特的Cu-MoS₂/MoO₂异质结构。该结构一方面促进了水分子的吸附与解离，有效释放表面活性氢（*H），另一方面调控了Cu簇的电子结构，从而显著提升了CO₂与NO₃^-中间体的生成及C-N偶联效率。该研究不仅揭示了活性氢在电催化C-N偶联中的关键作用，也为开发高效、可持续的电催化尿素合成体系提供了崭新思路。

图2 界面水解离和活性氢的表征

上述研究全面依托先进能源与环境材料国际科技合作基地、清洁能源新材料与技术学科创新引智基地（111计划）、安徽省先进纳米能源材料国际科技合作基地、先进功能材料与器件安徽省重点实验室等国家级、省部级科研平台，相关研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划项目、安徽省自然科学基金、中国博士后基金、中央高校基本科研业务费专项等课题支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202519152

（王岩/文 张剑芳/图 罗来马/审核）

责任编辑：刘红平