鑽石舞台

單原子位點不僅可以作為活性中心，還可以作為催化調節劑和/或促進劑。然而，在電化學CO2還原反應(CO2RR)等許多複雜反應體系中，單原子的引入會不可避免地引發競爭性析氫反應(HER)，從而降低CO2RR產物選擇性。

近日，華南理工大學李映偉和陳立宇等設計了由TM和主族金屬位點組成的雙金屬SAC，證明了引入與過渡金屬單原子相鄰的HER惰性主族金屬單原子可以改變它們的電子結構，增強CO2RR轉化為CO而不會引起HER副反應。

研究人員通過在氬氣氣氛下熱解Cu和In共摻雜的ZIF-8(Cu-In-ZIF-8)製備了錨定在介孔氮摻雜碳上的雙金屬Cu和In單原子催化劑(Cu-In-NC)。ZIF-8骨架中摻入的Cu和In導致MOF前驅體中形成大量缺陷，這些缺陷在熱轉變為Cu-In-NC的過程中擴大形成大量中孔，N摻雜碳載體中的中孔可以最大限度地暴露活性位點並促進傳質。

此外，相鄰的Cu和In單原子可以通過長程相互作用建立電子轉移。在CO2RR過程中，與Cu位點相鄰的催化惰性In位點的結合極大地提高了Cu-In-NC的CO2RR的性能，該催化劑在-0.7 VRHE下的CO法拉第效率(FE)為96%，優於其單金屬對應物。

理論計算表明，相鄰的In位點可以改變Cu位點的電子結構，降低生成*COOH中間體的能壘，增強電化學CO2還原，同時抑制氫生成的副反應。

Main-Group Metal Single-Atomic Regulators in Dual-Metal Catalysts for Enhanced Electrochemical CO2 Reduction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201391

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