近日，化学化工免费色情影片 马德琨教授，联合东南大学彭生杰教授，南京邮电大学牛相宏副教授，在化学国际顶级学术期刊Angewandte Chemie International Edition, 2026, 65(12), e20792上发表了题为Bioinspired Mo-on-Cu Nanosheets Enable Potential-Dependent Electrosynthesis of Urea and Methanol via Interfacial Electron Redistribution的突破性研究成果，并被选为VIP论文。该研究针对单一铜电催化剂合成尿素和甲醇的不足，受天然含钼酶启发，模拟自然酶中的电子转移和中间体管理机制，设计构筑了Mo-on-Cu纳米片（Mo-Cu NSs），实现了低电势下电势依赖的尿素和甲醇的高效电合成。

尿素（NH₂CONH₂）是一种不可或缺的氮肥和工业原料。然而，通过Haber–Bosch和Bosch–Meiser传统工艺进行工业化生产，存在能耗高，依赖于化石燃料，并伴随着大量的CO₂排放等问题。甲醇（CH₃OH）是一种具有高能量密度（15.6 MJ L⁻¹）的清洁燃料，也是关键的平台分子。由可再生电力驱动的电催化还原CO₂及其与NO₃⁻的共还原为制备尿素与甲醇提供了一种可持续的替代方案。但低电势下实现二者的选择性调控合成、解决单金属化剂C−N耦合效率低、CO₂还原动力学缓慢等问题，一直是该领域的核心挑战。

图1  受天然Mo依赖酶启发的仿生双金属位点设计策略示意图。

自然界中的金属酶可以利用空间分离但电子耦合的结构单元来协调多步转化，从而维持与耦合相关的中间体数量。这启发了研究者构建双位点催化剂或异质界面，利用界面电子耦合和局域配位调制重新分配关键中间体的吸附强度和表面覆盖度。含Mo辅助因子既能有效极化含氧底物并稳定关键中间体，而又不致过度还原。受此天然含Mo酶启发，该工作通过化学氧化、电化学还原和电子束蒸发沉积相结合的方法合成了Mo-Cu NS双金属结构。所合成的Mo-Cu双金属电催化剂在低施加电势下对尿素和甲醇合成均表现出优异的电化学性能。在–0.2 V vs. RHE的超低电势下可实现2.39 mA cm⁻²的较高尿素分电流密度，并对尿素电合成显示出良好的耐久性。在同一反应体系中，在–0.5 V vs. RHE电势下获得了高达65%的甲醇法拉第效率。增强的电催化性能可归因于Cu和Mo的高电导率、功函差驱动的两种金属间的电子重分布以及Cu和Mo活性位点的协同效应。基于实验结果、原位电化学表征和DFT计算，该研究证明了Mo-Cu NSs上电势依赖的产物选择性。在Mo-Cu NSs异质界面上尿素可能通过*CO₂和*NHOH中间体进行C–N偶联路径形成。此外，研究还发现吸附在Mo-Cu NSs表面的*NO中间体可以促进甲醇的生成。该研究为在环境条件下高效构建C–N键和合成甲醇的先进电催化剂的设计合成提供了新策略，为设计多产物选择性电催化剂提供了新思路，推动了小分子电催化合成高值化学品的发展。

文章链接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202520792