论文DOI：10.1021/jacs.4c03156

基于高效绿色的电化学策略生产高附加值化学品被认为是可能代替传统的化石燃料生产技术的理想方法。尿素是养活世界上一半以上人口的重要农业肥料，并且也是工业生产中必不可少的反应原料。然而其制备工艺目前主要依靠高耗能高污染的Bosch-Meiser法合成尿素技术。如果能够使用电化学的方法将有害的小分子（NO₃^-和CO₂）通过C-N耦合过程，将可能实现水中尿素的直接电化学合成。在以CO₂为原料的电催化尿素合成中，通常需要将CO₂转化成*CO，以其作为关键中间体进行C-N耦合，但是在这一过程中还会发生CO₂转化为HCOOH和CO的副反应导致尿素合成的碳选择性较低。

北京航空航天大学的郭林教授和刘利民教授课题组利用非晶氧化铋锡纳米片作为电催化剂成功实现了CO₂和NO₃^-为原料的高效尿素合成。提出利用Sn的掺杂有效的调控了催化剂的p轨道电子态，实现了基于*CO₂而不是传统的*CO为关键中间体的C-N耦合过程。相较于高氧化态的晶体催化剂来说，非晶催化剂中低氧化态的Bi和Sn对反应物的吸附能力适中，更适合高效的尿素合成反应。该策略为设计C-N类高附加值产物的电化学合成提供了思路，同时也为二氧化碳的回收再利用提供借鉴。