CO是CO₂电还原(CO2R)最简单的产物，但其限速步骤的性质和性质仍存在争议。

有鉴于此，丹麦技术大学的Karen Chan和柏林工业大学的Peter Strasser等人，研究了过渡金属(TMs)、金属氮掺杂碳催化剂(MNCs)和负载型酞菁催化剂的活性，并给出了这些催化剂从CO₂R到CO的统一机理图。

本文要点

1）在TM和MNC催化剂上展示了CO₂R到CO的统一图像，解决了关于限速步骤身份和性质的争议。应用Newns-Andersen模型，发现在MNCs上，如TMs，电子转移到CO₂是容易的。

2）还发现CO₂*吸附通常限制在TM上，而MNCs可能受到CO₂*吸附或质子-电子转移反应形成COOH*反应的限制。针对CO₂R到CO活性的pH相关的实验活性测量来评估这些计算机理结果。并提出了一个统一的活性火山图，其中包括决定性的CO₂*和COOH*结合强度。

3）研究发现，MNC催化剂的活性增加是由于较大的吸附质偶极子的稳定性，而这又是由它们离散的和窄的d态造成的。

参考文献：

Vijay, S., Ju, W., Brückner, S. et al. Unified mechanistic understanding of CO₂ reduction to CO on transition metal and single atom catalysts. Nat Catal (2021).

DOI: 10.1038/s41929-021-00705-y

https://doi.org/10.1038/s41929-021-00705-y