Angew.：分子型过渡金属氧化物电催化剂用于CO2与CO间可逆转化

一氧化碳脱氢酶（CODH）酶在可逆CO氧化和CO₂还原反应中具有催化活性，并且在CO₂还原和碳中和的太阳能燃料的背景下很受关注。

受CODH活性位点组成的启发，以色列魏茨曼科学研究所Ronny Neumann（通讯作者）等人报道了一种新颖的模块化催化剂骨架，该骨架涉及使用三金属取代的多金属氧酸盐，可以通过选择活性金属为指导催化活性和选择性提供多种可能性。

通过简单的合成，将三种不同组合的第一排过渡金属Fe(III)、Ni(II)和Cu(II)放置在三间隙多金属氧酸盐骨架的最近邻位置上。据所知，这些多氧阴离子代表了第一批同时催化CO₂还原和CO氧化的电催化剂。其中，{SiM₃W₉}和{SiM’₂M”W₉}，M, M’, M”= Cu(II), Ni(II), Fe(III)被证明是可逆CO氧化与CO₂还原的电催化剂。

作者展示了对催化剂活性位点的精确控制以及精确可调的金属组成，并且表明对于三Cu取代化合物{SiCu₃W₉}对CO₂还原活性最强，电解反应产生大量的CO，法拉第效率（FE）为98%。相反，FeNi₂取代化合物{SiFeNi₂W₉}，优先催化CO氧化为CO₂，类似于[NiFe]-CODH的反应性曲线。

通过操作数拉曼光谱、经典分子动力学模拟和静态密度泛函理论（DFT）计算，进一步了解了反应性。未来的研究将利用聚阴离子合成的模块化，例如结合三种不同的金属阳离子，以控制CO₂还原活性和选择性，并降低所需的CO₂还原电位。

Molecular Transition Metal Oxide Electrocatalysts for the Reversible Carbon Dioxide-Carbon Monoxide Transformation. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202112915.

https://doi.org/10.1002/anie.202112915.

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Angew.：分子型过渡金属氧化物电催化剂用于CO2与CO间可逆转化

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