通过将Pd催化剂负载在过渡金属氮化物（TMN）衬底上，已经研究了电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）以生产具有可调的CO / H2比的合成气。选择过渡金属氮化物（TMNs）作为载体材料是因为它们的机械和电化学稳定性以及类似金属的行为，可以改变贵金属覆盖层的催化性能。与基于硫化物，和基于碳化物的基材不同，TMNs可通过在不存在烃的情况下进行的氮化过程制备得出，仅导致残留的物理吸附氮以N₂的形式从催化剂表面中解吸。TMNs的清洁表面使高表面积材料的催化性能与密度泛函理论（DFT）模型表面之间具有更好的相关性。

有鉴于此，哥伦比亚大学，布鲁克海文国家实验室Jingguang G. Chen，Ji Hoon Lee，北京大学深圳研究生院孟鸿教授报道了通过结合电化学实验，原位XRD分析和DFT计算，研究了Pd改性TMN电催化剂的CO₂RR性能。

文章要点

1）原位XRD分析发现在Pd/NbN和商业Pd/C上发生PdH形成，而Pd/VN由于界面不稳定性而造成了Pd到PdH的不完全转化。结果，与Pd / C和Pd / VN相比，Pd / NbN表现出更好的CO2RR活性，稳定性和CO选择性。因此TMN载体材料的选择控制了Pd到PdH的相变，从而影响了CO₂RR活性和选择性。

2）DFT计算表明，在Pd/NbN上形成了有利于HOCO*和H*中间体的热力学形成能，对于实现更高的CO₂RR活性至关重要。

3）5 wt％的Pd/NbN表现出与商用10 wt％的Pd/C相当的CO₂RR活性，表明了其降低贵金属负载量的潜力。因此，Pd改性的TMNs是具有前景的低成本电催化剂，可增强CO2转化为合成气的能力。

Yumeng Liu, et al, Transition Metal Nitrides as Novel Catalyst Supports for Tuning CO/H2 Syngas Production from Electrochemical CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202003625

https://doi.org/10.1002/anie.202003625