用具有不同的配位结构取代传统的金属−N₄基团是调节单原子催化剂（SACs）活性和选择性的一种极有前途的策略。然而，对于可能产生多种化学态的金属锡（如锡）催化的CO2电还原来说，非氮配位结构对其CO₂还原途径的影响尚不清楚。

近日，湖南大学张世国教授报道了构建了一种具有氟原子轴向配位的Sn-C₂O₂结构的SASn催化剂（FNC-SnOF），并比较了FNC-SnOF和在同一碳基体上含有普通Sn-N₄活性位点的FNC-SnN₄催化剂上竞争CO和甲酸盐的生成进行了比较。

文章要点

1）研究人员将纳米氧化锡（SnO₂）和聚四氟乙烯（PTFE）的混合物和ZIF-8金属有机骨架分别放置在管式炉进出口侧的两个独立的瓷船上。在950 °C的N₂气氛中，SnO₂/PTFE混合物发生热解形成挥发性物种，作为Sn、O和F的来源，这些挥发性物种可以被ZIF-8衍生的富缺陷碳载体原位捕获，形成孤立的SASn催化剂。此外，PTFE在FNC-SnOF的形成中具有多功能作用。

2）研究发现，与具有Sn-N₄位点的FNC-SnN₄催化剂上主要生成甲酸盐不同，FnC-SnOF可以阻止CO₂到HCOO_-的转化，而只将CO₂转化为CO，在较宽的电位范围内法拉第效率高于90.0%。

3）综合密度泛函理论(DFT)计算结果表明，FnC-SnOF催化剂对CO₂还原选择性的变化与非典型的Sn-C₂O₂F结构密切相关，该结构通过优化吸附*COOH中间体和*H形成的超高能垒以及O结合的CO₂吸附，使得FNC-SnOF可以极大抑制氢气和甲酸盐的生成。

参考文献

Wenpeng Ni, et al, Nonnitrogen Coordination Environment Steering Electrochemical CO₂‑to-CO Conversion over Single-Atom Tin Catalysts in a Wide Potential Window, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c05514

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05514