碳負(fù)載單原子催化劑在酸性CO2還原反應(yīng)具有優(yōu)異的性能。但是，傳統(tǒng)的碳基載體難以構(gòu)建高位點利用率，難以形成富含CO2的界面環(huán)境，而且目前人們對于單原子金屬的結(jié)構(gòu)變化和真實電催化反應(yīng)條件的催化機(jī)理仍然不清楚。
有鑒于此，西北工業(yè)大學(xué)潘富平教授、陳凱杰教授、段志遙教授等報道一種由微相分離嵌段共聚物衍生的互聯(lián)的介孔碳納米纖維和碳納米片（IPCF@CS），能夠提高Ni單原子的催化活性。
IPCF@CS納米結(jié)構(gòu)中的介孔結(jié)構(gòu)IPCF阻礙碳納米片（CS）發(fā)生堆疊，能夠提供更多的完全暴露活性位點，而且豐富的IPCF雙連續(xù)介孔通道促進(jìn)了CO2的順利運輸。這種獨特的特性可以提高Ni的利用率和局部CO2富集，這是傳統(tǒng)多孔碳纖維載體無法達(dá)到的效果。
（2）
原位X射線和FTIR表征，結(jié)合恒電位理論計算，發(fā)現(xiàn)CO2電化學(xué)還原反應(yīng)中，平面Ni?N4結(jié)構(gòu)動態(tài)畸變，形成Ni?N鍵擴(kuò)展到面外的結(jié)構(gòu)。施加電勢導(dǎo)致產(chǎn)生形成低價態(tài)Ni-N4，具有增強(qiáng)的CO2活化和CO脫附的本征電動力學(xué)，同時阻礙HER副反應(yīng)。由于原位調(diào)控的Ni位點和IPCF@CS載體，產(chǎn)生了較好的電子結(jié)構(gòu)和界面反應(yīng)環(huán)境，當(dāng)電流密度為540 mA cm?2，法拉第效率達(dá)到~100%，TOF為55.5 s?1，在酸性電解CO2還原為CO的電催化還原反應(yīng)，SPCE為89.2%。
參考文獻(xiàn)
Haoyang Li, Lingzhe Fang, Ting Wang, Rui Bai, Jian Zhang, Tao Li, Zhiyao Duan, Kai-Jie Chen, Fuping Pan, In Situ Modulated Nickel Single Atoms on Bicontinuous Porous Carbon Fibers and Sheets Networks for Acidic CO2 Reduction, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202416337
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416337
