调节由氮配体（例如，M-N₄）配位的金属中心的局部环境和结构以加速电化学CO₂还原反应（CO₂RR）的整体反应动力学已经引起了人们广泛关注。

近日，浙江大学侯阳研究员，美国纽约州立大学布法罗分校武刚教授，华中师范大学邱明副教授报道了一种轴向牵引策略来优化M-N₄的电子结构，并构建与四个氮原子和一个轴向氧原子配位的原子分散的镍位点，这些位点嵌入在碳基体内（Ni-N₄-O/C ）。

文章要点

1）实验结果显示，Ni-N₄-O/C电催化剂表现出出色的CO₂RR性能，在-0.9 V时最大CO法拉第效率（FE）接近100％。在-0.5至-1.1 V的宽电位范围内，CO FE可以保持在90％以上。

2）研究发现，出色的CO₂RR活性归因于Ni-N₄-O活性部分，该部分由Ni-N₄位点和额外的氧配体组成，可诱导轴向牵引作用。研究人员利用像差校正的扫描透射电子显微镜和同步辐射X射线吸收光谱法表征了其独特的结构。

3）理论计算表明，引入轴向氧原子可以优化Ni-N₄的表面态并增强电荷极化效应，从而降低中间COOH *形成的势垒，这是加快反应动力学和提高CO₂RR性能的关键因素。

这项工作中提出的轴向牵引策略可能为设计一系列独特的M-N4-X（X = O，S，Cl等）催化剂提供新策略，所开发的催化剂具有最佳的电子结构，可用于各种电化学反应，例如析氢，氧还原和氮还原反应。

Xinyue Wang, et al, Dynamic Activation of Adsorped Intermediates via Axial Traction for the Promoted Electrochemical CO₂ Reduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202013427

https://doi.org/10.1002/anie.202013427