开发高活性单原子催化剂，以实现将可见光驱动的光催化二氧化碳还原为增值化学品，是利用二氧化碳作为可持续发展的唯一碳源的一种有效途径。由于表面能很高，单个金属原子在合成过程中容易团聚，因此利用廉价前驱体简便地制备高活性、高稳定性的单原子催化剂仍然是一项较大的挑战。

有鉴于此，中国科学技术大学吴宇恩教授和南方科技大学王阳刚副教授等人，开发了一种原位聚合方法，从金属氧化物中获得Mn单原子催化剂。所获得的Mn单原子催化剂可以充当助催化剂以实现光催化CO₂还原以在可见光下产生合成气。

本文要点

1）二氧化锰直接催化的吡咯单体的原位氧化聚合可以一步从MnO₂中提取出Mn原子并将其稳定在生成的聚合物骨架中。高温热解后，获得原子分散的Mn位点牢固均匀地锚定在刚生成的N掺杂碳载体上。

2）作为助催化剂用于光催化二氧化碳还原，可以得到比例可调的合成气。

3）理论计算及光谱学测试结果表明，Mn单原子催化剂在二氧化碳还原制备合成气过程中，不仅可以通过提供电子传输通道促进光敏剂的光生载流子快速分离，而且可以有效活化二氧化碳及水分子。

总之，该工作提出的原位聚合法不仅为单原子催化剂的制备提供了一种新的思路，而且为单原子催化剂在光催化领域的应用拓展了思路。

参考文献：

Jia Yang et al. In-situ polymerization induced atomically dispersed manganese sites as cocatalyst for CO₂ photoreduction into synthesis gas. Nano Energy, 2020.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105059

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105059