分散在碳基芳烃基底上的原子分散过渡金属催化剂是一种具有前景的电化学还原CO₂电催化剂，但是通常修饰在碳基底表面金属位点的电子发生d-π离域阻碍CO₂在活性位点上的活化。

有鉴于此，中南大学刘敏、慕尼黑大学Emiliano Cortés等报道发展了一种策略缓解催化位点和碳基底之间的d-π电子离域，这种策略通过碳基底修饰氰基官能团实现改善Ni原子位点的d-π电子离域效应，提高电催化CO₂还原性能。

本文要点：

（1）

通过原位FTIR光谱和理论计算，发现这种氰基修饰策略能够提高金属位点的电子浓度，促进CO₂分子的活化。通过程序升温脱附实验验证，与修饰在C₃N₄基底上的Ni催化剂相比，Ni@C₃N₄-CN表现优异的CO₂催化活化性能。通过原位光谱表征，发现*COOH中间体更容易在修饰氰基碳基底上的Ni催化位点生成。

（2）

在H型电解池的KHCO₃电解液进行电化学CO₂还原CO，修饰氰基的催化剂在-1.178 V vs RHE实现了~22000 h^-1的TOF，而且当CO₂浓度仅为30 %的时候仍表现90 %的法拉第效率。在流动相电解池中，当过电势为-0.93 V vs RHE，修饰氰基的碳基底在电流密度为-300 mA/cm² 的法拉第效率为90 %。

参考文献

Wang, Q., Liu, K., Hu, K. et al. Attenuating metal-substrate conjugation in atomically dispersed nickel catalysts for electroreduction of CO₂ to CO. Nat Commun 13, 6082 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-33692-0

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33692-0