酶催化剂能够通过本征的特定次序的氨基酸和折叠结构实现对特定底物的选择性，但是这对于纳米催化剂而言具有非常大的挑战性，尤其是对于修饰配体的金属纳米催化剂。

有鉴于此，新加坡国立大学谢建平、Lei Wang、天津大学姚桥峰教授、德比尔特大学De-en Jiang等通过原子精确的Au金属纳米簇作为模型催化剂，通过配体工程控制Au纳米粒子的表面CO₂局部浓度，显著提高CO₂还原反应速率。

主要内容

（1）

精确的将两个2-硫脲嘧啶-5-羧酸（2-thiouracil-5-carboxylic acid）配体安装在[Au₂₅(pMBA)₁₈]⁻ 纳米晶体的口袋状空腔内，从而能够显著增强CO₂还原反应的动力学。这种提高CO₂还原动力学是因为催化活性位点的TCA分子配体的嘧啶N^δ-与CO₂的亲电C^δ+之间的相互作用有关的微环境有助于活化CO₂。

（2）

通过吸收光谱、质谱、同位素标记、电化学分析、量子化学理论计算等方法说明修饰TCA分子的Au₂₅纳米粒子导致局部CO₂富集，从而增强CO₂还原反应的催化活性和产物选择性，因此在CO₂还原反应中实现了98.6 %的CO选择性。这种表面工程策略以及催化剂设计有助于系统的从分子级别进行金属电催化剂的设计。

参考文献

Zhihe Liu, Junmei Chen, Bo Li, De-en Jiang*, Lei Wang*, Qiaofeng Yao*, and Jianping Xie*, Enzyme-Inspired Ligand Engineering of Gold Nanoclusters for Electrocatalytic Microenvironment Manipulation, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c00019

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00019