单原子催化剂（SAC）为电化学二氧化碳（CO2）转化提供了一条有前途的途径。然而，优化双原子催化剂的电化学性能仍然是一个挑战。大连理工大学侯军刚教授设计了一种原子分散的铟镍双中心催化剂，其中两个金属原子与一个轴向氧原子桥接（O-In-N6-Ni），形成锚定在沸石咪唑框架衍生的氮化碳（InNi DS/NC）上。InNi DS/NC表现出优异的CO选择性，在-0.5至-0.8 V vs. RHE的宽电势范围内，法拉第效率高于90%。相关工作以“Oxygen-Bridged Indium-Nickel Atomic
Pair as Dual-Metal Active Sites Enabling Synergistic Electrocatalytic CO2
Reduction”为题发表在国际著名期刊Angewandte Chemie International
Edition上。要点1. 作者使用畸变校正的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（AC HADDF-STEM）、原子分辨率电子能量损失光谱（EELS）和X射线吸收光谱（XAS）表征了催化剂的双原子构型和配位路径。要点2. 制备的InNi DS/NC表现出优异的CO选择性，在-0.5至-0.8 V vs. RHE的宽电势范围内，法拉第效率高于90%（-0.7 V vs. RHE时为96.7%，超过两种单一金属对应物）。此外，在流动池中，相对于RHE，在-1.0V的低电势下实现了高达317.2mA
cm-2的工业CO部分电流密度。要点3. 原位衰减全反射表面增强红外吸收光谱（ATR-SEIAS）结合理论计算表明，In-Ni双位点及其O原子桥的协同效应不仅降低了形成*COOH的反应障碍，而且还延缓了不希望的析氢反应，协同促进了CO2向CO的转化。这项工作为构建用于能量转化的双位点催化剂提供了可行的策略。图3.（a）LSV曲线、（b）CO法拉第效率、（c）CO部分电流密度和（d）H型电池中四种催化剂的Tafel图。（e）与其他最先进催化剂相比，InNi DS/NC对CO的TOF。（f）InNi DS/NC在H型电池中的长期稳定性试验。（g）基于GDE的流动池示意图。（h）InNi DS/NC在1 M KOH流动池中的电催化性能和（i）稳定性试验。误差条对应于三个独立测量的标准偏差。图4.（a）原位ATR-SERAS实验装置示意图。（b）InNi DS/NC的原位ATR-SEAS光谱。（c）InNi-DS/NC的差分电荷密度分布。紫色和橙色区域分别对应于电荷累积和耗尽（等表面值：0.002 e/Bohr3）。（d）计算的电催化CO2转化为CO的自由能图，以及（e）不同催化剂中In和Ni位点的UL（CO2）-UL（H2）和UL（CO）/UL（FA）值。（f）InNi DS/NC中Ni位点上电催化CO2生成CO的拟议反应路径。Oxygen-Bridged Indium-Nickel Atomic
Pair as Dual-Metal Active Sites Enabling Synergistic Electrocatalytic CO2
Reduction
Zhaozhong
Fan, Ruichun Luo, Yanxue Zhang, Bo Zhang, Panlong Zhai, Yanting Zhang, Chen
Wang, Junfeng Gao, Wu Zhou, Licheng Sun, Jungang Hou*DOI: 10.1002/anie.202216326
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