兰州交通大学褚克Angew.：超声电解策略助力高效甲胺合成

本文针对传统甲胺工业生产依赖高温高压、高能耗和高污染的难题，提出了一种超声电解新策略，用于在温和条件下高效电合成甲胺。研究背景基于硝酸盐与二氧化碳的共电催化C-N耦合，旨在同步实现废硝酸盐资源化与温室气体减排。研究目的为开发一种结合界面微环境调控与双位点协同催化的高效体系。结论表明，通过构建双金属COF催化剂CuBi-ppc，并引入超声耦合流动电解池，在最优条件下甲胺产率达144.89 mmol h⁻¹ g⁻¹，法拉第效率91.86%，且稳定性优异。超声空化效应通过富集反应物、促进水分解产生活性氢以及稳定关键C-N耦合中间体，显著强化了反应过程。催化剂中Cu和Bi双位点分别负责CO₂还原为甲醛和硝酸盐还原为羟胺，并协同促进C-N键形成。技术经济分析证实该工艺兼具环保和经济效益，具备工业化潜力。本研究为绿色、高效的有机氮电合成提供了全新思路。