Nano Res.[催化]│天津理工大学张雯团队：具有共轭骨架结构的双原子Pd催化剂应用于电化学CO₂还原性能研究

目前大多数应用于电催化CO₂还原的双位点电催化剂主要通过高温裂解的方式制备，制备过程中会对反应物进行结构重组，导致催化剂结构缺陷，分布不均匀，难以明确活性中心结构。因此，双位点催化剂的实验研究仍存在较大障碍，特别是难以精确控制双位点催化剂的精细结构。为了克服这些挑战，有必要寻求新的合成方法来精确控制双位点催化剂的原子结构。

本文设计并合成了一种具有共轭骨架结构的双金属钯配合物(BPB-Pd₂)。首次将负载型BPB-Pd₂应用于电化学CO₂还原反应（CO₂RR）。BPB-Pd₂在−0.80 V vs. RHE时CO的法拉第效率（FECO）为94.4%，明显优于单位点钯催化剂（BPB-Pd₁）。密度泛函理论（DFT）计算表明，BPB-Pd₂对CO₂RR反应活性突出的根本原因是双位点钯之间的电子效应降低了CO₂RR过程的自由能变化。因此，BPB-Pd₂更易形成COOH*中间体，从而有利于CO的生成。

图4 CO₂RR过程中（a）BPB-Pd₂和（b）BPB-Pd₁上各种中间体的吸收结构。（c）CO₂RR在BPB-Pd₂和BPB-Pd₁上的自由能变化。

张雯，天津理工大学副研究员。研究方向聚焦于超分子纳米组装体的构筑及其在人工光合体系中的应用。主持国家自然科学基金青年基金和天津市自然科学基金2项，已在Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catalysis等期刊发表SCI论文20余篇。

王红娟，天津理工大学副研究员。主要从事新型光电功能材料性质、光电催化二氧化碳还原、水分解、固氮等基础热化学与光化学反应机理方面的理论分析与计算模拟工作。目前主持国家自然科学基金青年项目，参与国家自然科学基金重点项目，已在国内外核心杂志上发表SCI论文多篇。

Zhang W, Zhang M, Wang H, et al. Diatomic Pd catalyst with conjugated backbone for synergistic electrochemical CO₂ reduction. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6458-z.