李映伟/陈立宇Small: 加入主族金属单原子，调节催化剂电子结构以增强CO2RR性能

单原子位点不仅可以作为活性中心，还可以作为催化调节剂和/或促进剂。然而，在电化学CO ₂ 还原反应(CO ₂ RR)等许多复杂反应体系中，单原子的引入会不可避免地引发竞争性析氢反应(HER)，从而降低CO ₂ RR产物选择性。

近日， 华南理工大学李映伟 和 陈立宇 等设计了由TM和主族金属位点组成的双金属SAC，证明了引入与过渡金属单原子相邻的HER惰性主族金属单原子可以改变它们的电子结构，增强CO ₂ RR转化为CO而不会引起HER副反应。

研究人员通过在氩气气氛下热解Cu和In共掺杂的ZIF-8(Cu-In-ZIF-8)制备了锚定在介孔氮掺杂碳上的双金属Cu和In单原子催化剂(Cu-In-NC)。ZIF-8骨架中掺入的Cu和In导致MOF前驱体中形成大量缺陷，这些缺陷在热转变为Cu-In-NC的过程中扩大形成大量中孔，N掺杂碳载体中的中孔可以最大限度地暴露活性位点并促进传质。

此外，相邻的Cu和In单原子可以通过长程相互作用建立电子转移。在CO ₂ RR过程中，与Cu位点相邻的催化惰性In位点的结合极大地提高了Cu-In-NC的CO ₂ RR的性能，该催化剂在-0.7 V _RHE 下的CO法拉第效率(FE)为96%，优于其单金属对应物。

理论计算表明，相邻的In位点可以改变Cu位点的电子结构，降低生成*COOH中间体的能垒，增强电化学CO ₂ 还原，同时抑制氢生成的副反应。

Main-Group Metal Single-Atomic Regulators in Dual-Metal Catalysts for Enhanced Electrochemical CO ₂ Reduction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201391

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