基于豐富的地球元素,開發有效的催化劑對于CO
2的還原至關重要。然而,同時實現高法拉第效率(FE)和高電流CO密度(j
CO)仍然是一個挑戰。在這里,我們準備了Mn單原子催化劑(SAC),其中的Mn-N
3位嵌入石墨碳氮化物中。在水性電解液中,在0.44V的低過電勢下,制備的CO催化劑FE為98.8%,jCO為14.0 mA cm
−2,優于所有報道的Mn SACs。此外,在過電位為0.62V的離子液體電解質中可獲得更高的j
CO,為29.7 mA cm
-2。原位X射線吸收光譜和密度泛函理論計算表明,催化劑的出色性能歸因于Mn-N
3位點,該位點通過降低的自由能壘促進了關鍵中間體COOH *的形成。
Fig. 1 Mn–C
3N
4/CNT的結構表征。

Fig. 2 Mn- C
3N
4/CNT的精細結構。
Fig. 3 在Mn-C
3N
4/CNT、C
3N
4/CNT和Mn
3O
4/CNT上的CO
2RR性能。
Fig. 4原位XAS實驗和DFT計算。
相關研究成果于2020年由中國科學院過程工程研究所Xiangping Zhang課題組,發表在Nature Communications (
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18143-y)上。原文:A Mn-N
3 single-atom catalyst embedded in graphitic carbon nitride for ef?cient CO2 electroreduction。
轉自《石墨烯雜志》