尽管人们期待开发出用于二氧化碳（CO₂）加氢制燃料和化学品的高效非贵金属催化剂，但其设计仍然是一个巨大挑战。过渡金属碳化物(TMC)，如Mo₂C，由于其类似贵金属的物理化学性质，在CO₂活化和RWGS方面受到越来越多的关注。然而，Mo₂C催化剂通常需要较高的温度才能获得较高的RWGS转化率，CO选择性方面的性能仍然不能令人满意。目前，大量研究集中在通过添加碱金属和/或金属或非金属掺杂来提高Mo₂C催化剂的活性和选择性。尽管最近取得了这些进展，但据我们所知，Mo SACs在RWGS中的应用尚未见报道。

近日，北京化工大学孙振宇教授，韩国科学技术院Yousung Jung，北京理工大学Xinyi Tan报道了一种具有MoN₃(吡咯酸)部分的Mo单原子能够显著地吸附CO₂和加氢为CO，正如密度泛函理论（DFT）所预测的那样，在500 ℃和很低的H₂分压下，具有30.4%的高而稳定的CO₂转化率，CO的选择性几乎为100%。

文章要点

1）原子分散的MoN₃促进了CO₂活化，并通过直接离解途径将CO₂还原成CO*。此外，CO形成中的最高过渡态能量为0.82 eV，显著低于CH₄形成的能量(2.16 eV)，这是主要获得CO的原因。

2）Mo/NC催化剂催化性能的提高源于CO的易脱附和Mo/NC中原子系综的缺失。连续反应68 h后，催化剂仍保持良好的稳定性，CO₂转化率不会降低。这一发现为构建高活性、高选择性、高强度的单原子非贵金属催化剂用于逆水煤气变换反应提供了一条有希望的途径。

参考文献

Yiqiang Jiang, et al, Single-Atom Molybdenum–N₃ Sites for Selective Hydrogenation of CO₂ to CO, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203836

https://doi.org/10.1002/anie.202203836