氢取代石墨烯(HsGDY)是一种新型的碳材料，具有高共轭性、良好的化学稳定性和改性的多功能性。然而，包括低生产率，无序拓扑和非晶结构在内的巨大挑战极大地阻碍了其大规模应用。

有鉴于此，香港城市大学支春义教授、Jun Fan和波多黎各美国大学Zhongfang Chen等人，首次报道了以Zn为基材的二维(2D)晶状HsGDY纳米片的规模化合成(可达克级)。

本文要点

1）使用Zn作为基质，获得了高达0.5 g级的HsGDY。2D HsGDY作为电化学固N₂的无金属催化剂，在电势为- 0.2 V（vs RHE），可实现103 μgh^-1mg^-1_cat的超高产率，可与贵金属和单原子催化剂相媲美。

2）与之前报道的碳基催化剂中的杂原子活性位点不同，二维HsGDY中的内部炔基C本身被确定为活性位点，由于正电荷和高自旋密度（由少量的O掺杂引起）吸附并激活了NN三键。进一步确定了直接与苯环相连的烷基碳原子为NRR的活性位点。

3）由于具有抑制单体畸变的作用，揭示了锌基质合成2D HsGDY的潜力。

总之，这种以锌为模板的新型界面聚合底物可扩展合成方法为高质量制备HsGDY及其类似物铺平了道路。

参考文献：

Qi Yang et al. Scalable synthesis of 2D hydrogen-substituted graphdiyne on Zn substrate for high-yield N₂ fixation. Nano Energy, 2020.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105283

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105283