通訊作者：唐智勇研究員

通訊單位：國家納米科學中心

非均相單原子催化劑（SAC）和單位點催化劑（SSC）由于其優(yōu)異的催化活性和有效的金屬利用率。此外，與常規(guī)的負載型納米顆?；驂K狀金屬相比，單原子催化劑或單位點催化劑具有強金屬-載體相互作用但沒有金屬-金屬的鍵合，催化活性中心表現(xiàn)出許多不同的催化行為，因此而受到廣泛關注。?

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單位點催化劑（SSC）的活性中心，不僅可將催化活性最大化，而且為研究結構與活性關系提供了有效的平臺。但是，現(xiàn)有SSC中活性位點的任意排列對于該類催化劑催化活性機理的研究以及性能的優(yōu)化帶來困難。

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成果一覽

近日，國家納米科學中心的唐智勇研究員報道了單位點電催化CO2RR的最新成果。該研究通過金屬-卟啉分子的組裝制備了超薄單位點電催化劑（SSC），該催化劑能夠精確辨別催化劑活性位點的d軌道能量。通過提高金屬dz2軌道的能級，可顯著促進電催化CO2還原的活性，在500 mV的過電位下法拉第效率高達96％。此外，實現(xiàn)了2.1 s-1的周轉頻率，且具有良好的穩(wěn)定性。

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圖文導讀

圖1 STPyP-Co催化劑形貌結構表征

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圖2 STPyP-Co催化劑精細結構表征

圖3 STPyP-Co催化劑電催化CO2還原性能

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圖4 STPyP-Co催化劑原位XAS表征

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圖5 STPyP-Co催化劑DFT計算

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本文通過使用四（4-吡啶基）卟啉鈷（II）作為結構單元的軸向配位裝法成功制備了超薄單位點催化劑 STPyP-Co。STPyP-Co的Co 3d軌道的dz2能級得到提升，從而提高CO2還原的電催化活性。更重要的是，通過精確調(diào)控活性中心的軌道能級來提高活性，實現(xiàn)重要小分子的能量催化轉化。

文獻信息

Reordering d-orbital energies of single-site catalysts for CO2 electroreduction

(Angewandte Chemie International Edition，2019，DOI: 110.1002/anie.201907399)

原文鏈接

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201907399