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雙原子催化劑（DACs）由于其最大的原子利用率和更靈活的活性位點，為高效催化CO₂還原反應(yīng)（CO₂RR）提供了一種新的策略。然而，在原子水平上精確設(shè)計異核雙原子活性位點和理解二元位點的配位機制仍然是一個挑戰(zhàn)。

近日，大連理工大學(xué)賀高紅教授和吳雪梅教授（共同通訊作者）等人報道了一種通過金屬有機骨架（MOF）合成了具有精確控制的Fe-Cu硅藻位點的氮-摻雜碳基質(zhì)，即Fe/Cu-N-C催化劑。

所制備的Fe/Cu-N-C催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的共法拉第效率（FE），在-0.4至-1.1 V vs. RHE的寬電位范圍內(nèi)FE>95%。

在-0.8 V vs. RHE的寬電位范圍內(nèi)FE更是超過了99.2%，同時具有高轉(zhuǎn)換頻率（在-1.1 V vs. RHE時5047 h^-1）和低過電位（50 mV），優(yōu)于大多數(shù)已報道的原子分散催化劑。

此外，作者通過進一步的密度泛函理論（DFT）計算發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-Cu硅藻之間的協(xié)同作用導(dǎo)致快速電荷轉(zhuǎn)移，并有效地調(diào)整d-帶中心的位置，從而降低了*COOH形成和*CO解吸的能量勢壘。

該工作為構(gòu)建異核雙原子催化劑和探索協(xié)同效應(yīng)提供了一條新的途徑。

Well-defined Fe-Cu diatomic sites for efficient catalysis of CO₂ electroreduction. J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA02833B.

https://doi.org/10.1039/D1TA02833B.

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賀高紅/吳雪梅JMCA：FE>99.2%！Fe/Cu-N-C雙原子催化劑助力CO2電還原