巯基保护的金纳米团簇（NC）是一种高效的电化学CO₂还原（CO₂RR）催化剂材料。

近日，美国卡内基梅隆大学金荣超教授，匹兹堡大学Giannis Mpourmpakis，国家能源技术实验室 (NETL) Douglas R. Kauffman报道了以Au₂₃(SR)₁₆(SR=环己硫酸酯)纳米团簇为模板，通过两个Cd原子在原子水平上进行表面掺杂，得到了Cd修饰的Au₁₉Cd₂(SR)₁₆，用作CO₂RR电催化剂，大大提高了其催化性能。

文章要点

1）实验结果显示，在-0.5~0.9 V的外加电压范围内，该修饰极大提高了CO₂RR的选择性，达到90-95%，比未掺杂Au₂₃的选择性提高了一倍。

2）Au和Cd之间具有显著的协同效应。密度泛函理论（DFT）计算表明，部分配体去除后硫活性中心的暴露提供了一条可行的CO₂RR反应途径。CO生成的热力学能垒在Au₁₉Cd₂上比Au₂₃上低0.74 eV。结果表明，Cd掺杂可以通过改变Au NCs的表面几何结构和电子结构来显著提高CO₂RR性能，从而进一步改变中间结合能。

该工作为CO₂RR的表面掺杂机制和双金属协同作用提供了新的思路。

参考文献

Site Li, et al, Boosting CO₂ Electrochemical Reduction with Atomically Precise Surface Modification on Gold Nanoclusters, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202016129

https://doi.org/10.1002/anie.202016129