综述：微环境工程在选择性电化学C–N耦合中的最新进展

本综述系统探讨了通过微环境工程调控电化学C–N耦合反应（如CO2与N2/NOx共还原）的前沿策略，聚焦催化剂活性位点设计、电解质调控及动态脉冲控制（如pulsed electrolysis），为提升尿素、胺类等产物的选择性与原子经济性（atom economy）提供新思路。

　　

Graphical Abstract

电化学C–N耦合反应通过CO₂与氮物种（N₂/NO_x）的共还原，在温和条件下合成高附加值含氮有机物（如尿素、胺类）。然而，竞争性副反应与中间体动力学不匹配导致选择性低下。最新研究表明，通过微环境工程可精准调控反应路径，其策略分为三类：1）催化剂中心设计（配体修饰、缺陷工程）；2）电解质优化（阳离子/pH效应）；3）动态调控（脉冲电解）。这些方法通过改变局部电场、表面覆盖度及传质特性，显著提升耦合效率。

Abstract

电化学C–N耦合的核心挑战在于抑制析氢反应（HER）等竞争路径。本文从CO₂RR/NO_xRR的成熟体系中汲取经验，提出微环境工程的三维调控框架：

1. 1.活性位点设计：例如，Cu基催化剂中引入氧空位可稳定*CONH中间体；
2. 2.电解质工程：高浓度K⁺促进C–N偶联，而酸性电解质抑制NH₃副产物；
3. 3.动态控制：脉冲电解通过周期性切换电位，避免催化剂中毒。

关键科学问题

• •选择性控制：C–N耦合与C–C耦合的能垒差异仅~0.3 eV，需通过表面电荷密度调控实现路径分叉；
• •中间体匹配：CO与NH₂的覆盖度比值需维持在1:2~1:3以促进尿素生成；
• •传质限制：微孔结构催化剂可延长NO₂^?的局部停留时间。

未来展望

开发原位表征技术（如operando Raman）实时监测界面反应，结合机器学习优化脉冲参数，有望将法拉第效率（FE）提升至>80%。此外，生物启发策略（如模拟固氮酶FeMo-co因子）或为下一代催化剂设计提供新范式。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非原文信息）