［本站讯］近日，化学与化工学院前沿化学研究院邓伟侨团队吴昊课题组在MOFs用于电催化研究中取得新进展。相关研究成果以“Concentration-Adaptive Electrocatalytic Urea Synthesis From CO₂ and Nitrate via Porphyrin and Metalloporphyrin MOFs”为题发表在国际期刊Angew. Chem. Int. Ed.。山东大学前沿化学研究院博士研究生谭怡为论文第一作者，山东大学为第一通讯单位，吴昊教授为通讯作者。

卟啉与铜卟啉实现硝酸根浓度自适应尿素合成及反应路径示意图

电催化CO₂和NO₃⁻合成尿素以其低能耗和环境可持续性成为有潜力的替代传统Bosch-Meiser工艺的方案。然而，污染源中NO₃⁻浓度的差异性以及NO₃⁻/CO₂电合成尿素所需经历的复杂路径（易诱发生成副产物）两大难点，共同构成了研究挑战。为此，团队设计了既能自适应NO₃⁻浓度变化，同时又可促进高效C-N偶联的高性能卟啉基及铜卟啉基催化剂（分别为PMOF和Cu-PMOF）。理论计算表明：NO₃⁻在PMOF中通过O原子与中心H原子形成双氢键吸附（E_a = -1.14 eV），而Cu-PMOF则通过一个O原子与Cu中心配位（Eₐ = -1.45 eV）。鉴于CO₂溶解性较低，相对较弱的NO₃⁻吸附可能更利于C-N偶联。同时，NO₃⁻向*NO₂的自发热力学驱动转化及后续*NO₂与*CO₂的耦合是关键步骤，因此团队深入研究了两者预吸附*NO₂与CO₂的共吸附行为：PMOF对*NO₂的弱吸附特性需依托高浓度NO₃⁻促进C-N偶联，Cu-PMOF对*NO₂的过强吸附表明其在低浓度NO₃⁻下更具优势，此时较强的CO₂吸附能力可促进更高效的尿素合成。实验结果表明两种催化剂通过适配不同NO₃⁻浓度，在尿素合成的C-N偶联步骤展现出差异性。该工作对NO₃⁻浓度的适应性研究为高性能尿素合成催化剂的开发提供了新思路。