以可再生能源为动力的CO₂电化学还原是减少CO₂排放和生产燃料或增值化学品的一种有吸引力的可持续方法。为了解决与选择性、活性、过电位和耐久性相关的挑战，过渡金属基催化剂在过去的几十年里得到了广泛的研究。

近日，德国马普学会弗里茨·哈伯研究所Beatriz Roldan Cuenya综述了从分子体系到单原子和纳米结构催化剂等多种不同金属催化剂合理设计的主要策略。

文章要点

1）选择了含血红素和非血红素配体的过渡金属配合物，讨论了分子均相催化结构-功能关系的最新研究进展，总结了分子催化剂在导电表面多相或限制的主要途径。

2）作者总结了降低催化剂成本的主要策略，即在二维导电材料上嵌入原子分散的分子状M-N_x。此外，单原子催化剂（SACs）的优异性能和与其分子类似物的结构相似性表明，含有明确活性中心的过渡金属催化剂可能比块状多相材料具有更高的CO₂转化活性和选择性。

3）作者最后总结了基于尺寸、形状和载体调节的金属纳米颗粒（NPs）的设计方法，并与基于与表面键合有机分子相互作用的新策略进行了比较。

Federico Franco, et al, Transition metal-based catalysts for the electrochemical CO₂ reduction: from atoms and molecules to nanostructured materials, Chem. Soc. Rev., 2020

DOI: 10.1039/d0cs00835d

https://doi.org/10.1039/d0cs00835d