电催化CO₂转化合成高价值产物为可持续碳经济提供了经验，在CO₂电催化反应中，单金属Ni催化剂在实验中展示了较高的催化反应活性，但是根据相关DFT计算结果，Ni-N₄位点在热力学上并不是非常有利的位点结构，因此人们对该位点的催化活性原因仍有较多争议。有鉴于此，为了解决这种问题和争议，光州科学技术院Jiwon Seo、Chang Hyuck Choi，韩国科学技术院Hyungjun Kim等报道了构建结构明确的两种催化剂，分别为N₄-TPP、N₃O-TPP（TPP=四苯基卟啉），通过先进的表征技术、结合计算化学，对CO₂电催化反应过程中的关键在于配体场对称性的破坏，导致Ni催化位点上形成Ni^I过程中的还原电极电势提高，展示了由于卟啉配体场强度变化导致催化活性-稳定性关系，从而为设计单原子结构Ni催化剂提供经验和指导。

本文要点：

（1）

通过DFT计算对碳基底上的Ni-N₃X (X=N, O, C, S)结构、空位结构催化位点进行计算模拟，发现在优化的配体场作用中能够实现Ni和N₃X之间的结合能、*COOH的结合能的优化，为设计Ni-N-C结构的催化剂中杂原子的配位结构提供经验和指导。

参考文献

Haesol Kim, Dongyup Shin, Woojin Yang, Da Hye Won, Hyung-Suk Oh, Min Wook Chung, Donghyuk Jeong, Sun Hee Kim, Keun Hwa Chae, Ji Yeon Ryu, Junseong Lee, Sung June Cho, Jiwon Seo*, Hyungjun Kim*, and Chang Hyuck Choi*, Identification of Single-Atom Ni Site Active toward Electrochemical CO₂ Conversion to CO, J. Am. Chem. Soc. 2021,

DOI: 10.1021/jacs.0c11008

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11008