实现单原子催化剂（SACs）的微观原子结构的精确设计和调节可以有效地适应复杂的催化系统。

近日，清华大学王定胜教授，Shenghua Chen，首都师范大学Wenming Sun探索了通过空间限制策略合成的Ga单原子催化剂的流动性质。

文章要点

1）受先前关于可以热还原CO₂以产生碳材料的Ga纳米材料的研究的启发，研究人员选择CO₂RR作为探针催化来证明具有不同流动性质的Ga SACs的差异。

2）研究人员首先合成了一系列具有不同配位环境(P、S和N原子掺杂)的Ga SACs。通过CO₂RR性能测试，研究人员发现Ga-N₃S-PC催化剂不同于传统的块状金属Ga和Ga-N₄催化剂。GaN₃S-PC催化剂表现出大于90%的CO产物的FE，具有比其它块状Ga催化剂高得多的性能。

3）理论模拟表明，Ga-N₃S-PC结构具有预期的流动结构，可以转变和振荡以适应CO₂RR过程。这种流动Ga-N₃S-PC催化剂比通常的刚性Ga-N₄结构表现出更高的CO₂RR活性和CO产物稳定性。

参考文献

Zedong Zhang, et al, Liquid Fluxional Ga Single Atom Catalysts for Efficient Electrochemical CO₂ Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202215136

DOI:10.1002/anie.202215136

https://doi.org/10.1002/anie.202215136