过渡金属氮碳基单原子催化剂 (SAC) 在将 CO₂ 电还原为 CO 方面表现出优异的活性和选择性，有利的局部氮配位环境是构建高效金属-N位点的关键。

有鉴于此，新南威尔士大学赵川教授和北京大学潘锋教授等人，报告了一种简便的等离子体辅助和氮空位 (NV) 诱导的配位重构策略。

本文要点

1）展示了一种氮空位（NV）诱导的配位重构策略，以构建用于 ECO₂RR 的高度缺陷的 Ni-吡啶 N₂基团。这种重构是通过对快速形成的 Ni-N-C 结构进行简单的微波诱导等离子体处理来实现的。 X 射线吸收光谱 (XAS) 证实，在高能等离子体的连续撞击下，掺杂的 N 原子可以很容易地去除，从而导致活性位点的局部重构。

2）在连续等离子体冲击下，Ni 位点周围预先形成的五边形吡咯 N 缺陷可以转化为稳定的吡啶 N 占主导的 Ni-N₂ 配位结构，并促进向 CO₂ 转化为 CO 的动力学。重构后 CO 的选择性和生产效率均显着提高，在 590 mV 的过电位下可达到96%的高CO法拉第效率，在 890 mV 下达到了33 mA cm^-2 的大 CO 电流密度。

3）X 射线吸附光谱和密度泛函理论 (DFT) 计算表明，这种有缺陷的局部 N 环境降低了对中心Ni原子的约束，并提供了足够的空间来促进 CO₂ 分子的吸附和活化，从而降低了 CO₂ 还原的能垒。

参考文献：

Chen Jia et al. Nitrogen Vacancy Induced Coordinative Reconstruction of Single-Atom Ni Catalyst for Efficient Electrochemical CO₂ Reduction. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202107072

https://doi.org/10.1002/adfm.202107072