开发环境友好的高催化活性的CO₂还原生成CH₄的电催化剂在能源和可持续化学中有较广泛的意义，目前天津理工大学罗俊、刘熙俊，布鲁克海文国家实验室(BNL) Qin Wu，加州大学尔湾分校的Huolin L. Xin等报道了一种负载在N掺杂碳基底上的单原子Zn催化剂。

本文要点：

（1）

在1 M KHCO₃溶液中通过多电子过程对CH₄进行电催化反应，在-1.8 V的电压中达到-31.8 mA的电流密度，法拉第效率达到85 %，在长达35 h工作后未见明显性能衰减。该催化活性比Cu基催化剂的活性更高，作者通过DFT方法进行模拟，结果显示催化剂中的单原子Zn催化位点能抑制生成CO的反应过程，并提升对CH₄的选择性。在第一步反应时生成*OCHO，其中O和Zn结合，H和C结合，并且生成的*OCHO稳定性高于通过碳吸附在催化剂界面上的*COOH，这个结果和之前的报道有区别。

（2）

催化剂制备。基于作者之前研究的单原子Mo催化剂制备方法（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58 (8), 2321-2325.）。

参考文献

Lili Han, Shoujie Song, Mingjie Liu, Siyu Yao, Zhixiu Liang, Hao Cheng, Zhouhong Ren, Wei Liu, Ruoqian Lin, Gaocan Qi, Xijun Liu*, Qin Wu*, Jun Luo*, and Huolin L. Xin*

Stable and efficient single-atom Zn catalyst for CO₂ reduction to CH₄, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.9b12111

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12111