侯军刚教授Angew.：InNi DS/NC协同电催化CO2还原

单原子催化剂（SACs）为电化学转化CO₂提供了一种很有前景的途径，但优化双原子催化剂的电化学性能仍是一个挑战。

基于此，大连理工大学侯军刚教授（通讯作者）等人报道了一种氮化碳负载的由轴向氧原子（O-In-N₆-Ni部分）桥接的原子铟-镍双位点催化剂（InNi DS/NC）。

InNi DS/NC在-0.5至-0.8 V范围内表现出优异的CO选择性，法拉第效率高于90%。在流动电池中，在-1.0 V时，CO局部电流密度可达317.2 mA cm^-2。

通过DFT计算，作者研究了结构与电催化性能的相关性。首先计算了氮化碳中氧原子桥接的InNi、InIn和NiNi双原子的形成能（E_f）和相图，在In和Ni的化学势适当范围内，有利于形成氮化碳中氧原子桥接的InNi双原子。

其次，根据EXAFS分析计算了三种催化剂模型中活性位点的电荷密度差。InNi DS/NC中In和Ni位点的电荷密度差与相应的SACs相比发生了变化，表明O-In-N₆-Ni部分中In和Ni原子之间存在电子相互作用。Gibbs自由能图表明，在单个In和Ni位点上从CO₂到*COOH的转变是速率决定步骤。

对比SA/NC中的单体位点，InNi DS/NC中的Ni和In位点形成*COOH的自由能变化显著降低。其中，InNi DS/NC中Ni位点形成*COOH的自由能变化最小。需注意，InNi DS/NC中的In位点比In SA/NC中呈现出更正的ΔU_L1（-2.05 V）和ΔU_L2（-0.33 V），表明通过引入相邻的Ni原子提高了In活性位点的CO选择性。

对比含氧桥InNi DS/NC中Ni位点，无氧桥接InNi DS/NC中Ni位点生成*COOH的自由能更高，不利于生成CO。同时，其生成*OCHO和*H的自由能更低，不利于生成甲酸盐和H₂，即CO选择性降低。

DFT计算表明，在存在氧原子桥下，Ni与DS/NC支撑的相邻In位点能协同促进CO生成，具有更高的选择性。

Oxygen-Bridged Indium-Nickel Atomic Pair as Dual-Metal Active Sites Enabling Synergistic Electrocatalytic CO₂ Reduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202216326.

https://doi.org/10.1002/anie.202216326.

侯军刚教授Angew.：InNi DS/NC协同电催化CO2还原

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