在不同的電化學(xué)CO2還原反應(yīng)（CO2RR）方案中，負(fù)載在碳質(zhì)材料上的Ni單原子是一種有吸引力的催化解決方案，因?yàn)檩d體的低成本和多功能性以及Ni的最佳使用及其預(yù)測(cè)的選擇性和效率（對(duì)CO的選擇性約為100%）。
基于此，德國波茨坦大學(xué)Josep Albero和Nieves López-Salas（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種簡(jiǎn)便的、multi-gram的方法來合成鎳（Ni）修飾的電催化劑，包括通過氧位點(diǎn)錨定到高摻雜氮載體上的鎳原子，并研究了這些位點(diǎn)對(duì)其作為CO2RR性能的影響。
在文中，作者使用胞嘧啶（cytosine）作為有機(jī)前體和無機(jī)鹽熔體（1: 1 wt%的NaCl和ZnCl2）作為致孔劑，制備了一種摻雜的優(yōu)質(zhì)碳材料作為載體，并負(fù)載Ni亞納米位點(diǎn)。載體的大雜原子含量允許通過簡(jiǎn)單的浸漬加煅燒方法在不形成納米顆粒的情況下穩(wěn)定高達(dá)11 wt%的Ni，其中Ni促進(jìn)C3NOx骨架的穩(wěn)定，氧化載體促進(jìn)Ni的高氧化態(tài)。
EXAFS分析表明，由材料表面中的氧配位的是Ni單原子或亞納米簇。與眾所周知的N配位Ni單位點(diǎn)對(duì)CO2還原的選擇性不同，O配位Ni單位點(diǎn)（約7 wt% Ni）將CO2還原為CO，但亞納米簇（11 wt% Ni）促進(jìn)了前所未有的六氯環(huán)己烷形成，在-1.4 V下法拉第效率（FE）為27%。
此外，Ni含量越大，最終形成的是NiO納米顆粒，析氫選擇性幾乎為100%?？傊琋i負(fù)載和載體相互作用與CO2RR中電催化活性的強(qiáng)烈依賴性，為制備過渡金屬單位點(diǎn)催化劑開辟了新的設(shè)計(jì)途徑。
Ni-Based Electrocatalysts for Unconventional CO2 Reduction Reaction to Formic Acid. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107191.
