MXenes是一种新型的2D材料，由于其在CO₂和N₂加氢等新兴领域的催化应用，已经得到了广泛的关注。负载型Co催化剂对C-O解离和C-C偶联具有很高的活性，Co基催化剂在各种催化过程中可获得不同的产物，如CH₄、CO、长链烃，和高醇。调节Co与载体之间的金属-载体相互作用是调节CO₂加氢选择性的有效策略。

有鉴于此，中国科学院大连化学物理研究所刘岳峰副研究员、新南威尔士大学Kuang-Hsu Wu、四川大学江成发教授等人，首次表明，N掺杂可以调节Ti₃C₂Tx MXene的表面还原性，从而改变负载Co纳米颗粒的催化性能。

本文要点

1）通过调节MXene的表面化学，Ti₃C₂Tx MXene作为Co纳米颗粒催化剂的载体。通过NH₃处理可以改变Ti₃C₂Tx MXene的表面性能，调控Ti₃C₂Tx MXene与Co的相互作用。

2）原始的 Co-Ti₃C₂Tx MXene 在CO₂加氢过程中CO的生成，而当 MXene 进行简单的 N 掺杂时有利于产生 CH₄。

3）X 射线光电子能谱和透射电子显微镜 (TEM) 表明，在 N 掺杂后，表面金红石型 TiO₂ 纳米颗粒出现在Ti₃C₂Tx载体上，与负载的 Co 纳米颗粒发生强烈相互作用。这种相互作用改变了负载的 Co 纳米颗粒与 TiO₂ 纳米颗粒界面处的还原性，将产物选择性从 CO 转移到 CH₄。

总之，该工作成功展示了一种基于 2D MXenes 表面化学调制的实用策略，用于调节 CO₂ 加氢过程中的产物分布。

参考文献：

Jun Ma et al. Tuning the Chemical Properties of Co–Ti₃C₂Tx MXene Materials for Catalytic CO₂ Reduction. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202007509

https://doi.org/10.1002/smll.202007509