原子精确的Ag纳米团簇为在原子水平上揭示结构和电催化性能之间的关系提供了一个理想的平台。

近日，华南理工大学唐正华, 卡内基梅隆大学金荣超教授，重庆大学唐青报道了一种具有均配型炔基保护的[Ag₁₅(C≡C^tBu)₁₂⁺][CH₃O^-]纳米簇合物（简称Ag₁₅）的合成、结构分析和CO₂RR电催化性能。

文章要点

1）研究发现，Ag₁₅是迄今为止，所报道的最小的具有两个自由电子的全炔基保护的Ag超原子。X射线晶体学研究表明，该晶体为体心立方（BCC）结构，具有Ag@Ag₈@Ag₆金属核构型。

2）在晶体生长过程中，Ag₁₅可以吸附空气中的CO₂形成一维材料。在CO₂RR试验中，CO生成的FE_CO最高可达95%，且具有良好的长期稳定性，同时能够显著抑制析氢副反应。

3）研究人员利用密度泛函理论（DFT）计算了CO₂转化为CO的每个基本步骤的自由能变化和竞争性HER反应，发现从完整的Ag₁₅ NC中彻底释放出一个配体（-C-≡CR），即Ag15(C≡C-^tBU)₁₁⁺，暴露出作为CO生成活性物种的未配位的Ag原子。

本研究为制备原子精确的全炔基保护的Ag纳米簇合物提供了一条新的途径，并将推动人们对炔基保护金属纳米簇催化CO2RR的基本机理的理解。

参考文献

Lubing Qin, et al, Homoleptic Alkynyl-Protected Ag₁₅ Nanocluster with Atomic Precision: Structural Analysis and Electrocatalytic Performance toward CO₂ Reduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202110330

https://doi.org/10.1002/anie.202110330