尽管用于电催化CO2和CO还原反应(CORR)高效稳定的催化剂得到了广泛研究，但其仍存在C2产物选择性差、效率低的问题。

近日，南加州大学洛杉矶分校Oleg V. Prezhdo，苏州大学Lai Xu设计了一种二维氮化碳材料(C5N2H2)，它包含一个八个N原子的结构，能够配位四个金属原子簇，并同时支撑C2偶联所需的两个一氧化碳分子。所设计的材料具有良好的导电性和稳定性。

文章要点

1）研究人员在高通量筛选了嵌入到骨架中的多个四金属簇合物的催化性能后，系统地研究了11个候选者的CORR过程。结果表明，Cu₄-C₅N₂H₂对合成乙烯具有较高的选择性和较低的限制潜力，而Cu₂Zn₂-C₅N₂H₂对合成乙醇具有较高的选择性和较高的效率。

2）此外，研究人员发现了一种与2D材料柔性相关的新类型的描述符来评估产生乙烯的潜在决定步骤。

该研究既拓宽了少原子CO还原的可能性，又展示了一种新的与基质柔性相关的描述符来预测材料的催化性能。

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Dewei Zhang, et al, Design of a Four-Atom Cluster Embedded in Carbon Nitride for Electrocatalytic Generation of Multi-Carbon Products, J. Am. Chem. Soc., 2023]

DOI: 10.1021/jacs.3c01561

https://doi.org/10.1021/jacs.3c01561