化学进展

作者：白素贞, 曾羿, 田正山, 曹可生, 李兴武, 王浩琦

单位：平顶山学院化学与环境工程学院 平顶山 467000,北京师范大学物理与天文学院 北京 100875,北京市科学技术研究院辐射技术研究所 北京 100875

关键词：尿素氧化反应,机理观点,原位表征,活性位点,动态演变

基金：河南省科技攻关计划项目(242102230037),河南省科技攻关计划项目(252102231024),河南省科技研发联合基金(产业类)(202324111)

电催化尿素氧化反应（UOR）逐渐成为传统电解水产氢的节能替代方案，理解其机制对于合理设计催化剂至关重要。本文系统总结了最近在原位表征技术方面的进展，以阐明UOR的动态反应机制。研究表明，在操作条件下，催化剂的相变、价态迁移和电子结构演变是决定活性和稳定性的关键因素。诸如原位X射线衍射、X射线吸收光谱、拉曼光谱和红外光谱等技术能够实时监测催化剂重构、中间体演变和界面吸附行为，克服传统外部表征中固有的环境偏差。当与理论计算相结合时，这些表征技术为识别活性位点构型、反应路径和速率控制步骤提供了直接证据。此外，本文还特别强调了多模态原位策略在解读镍基催化剂协同效应中的重要性，同时评述了非碱性系统、真实废水环境和多金属协作机制等当前挑战。未来的研究应集中于开发复杂系统的新型原位方法，并建立一个相互促进的系统，将理论预测与实验验证结合，从而推动UOR催化剂设计从经验探索迈向机制导向的优化。

来源：2025年第12期

《化学进展》期刊编辑部

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