金属-氮-碳单原子催化剂（SAC）中的杂原子掺杂被认为是促进电催化CO₂还原反应（CO₂RR）的有效策略，但提高催化活性的来源仍不清楚。近日，中南大学Min Liu，台湾国家同步辐射研究中心Ting-Shan Chan等揭示了硫掺杂对CO₂RR具有明显的质子供给效应。

本文要点：

1）作者通过X射线吸收光谱和球差校正扫描透射电子显微镜验证了模型SAC催化剂FeN₄（Fe₁-NSC）第二壳中硫的掺杂。

2）与无硫FeN₄和大多数报道的铁基SAC相比，Fe₁-NSC表现出优异的CO₂RR性能，最大CO法拉第效率为98.6%，TOF为1197 h^-1。

3）动力学分析和原位表征证实，硫掺杂加速了H₂O的活化，并提供了足够的质子以促进CO₂转化为*COOH，这也得到了理论结果的证实。

该工作加深了对基于SAC催化剂的CO₂RR机理的理解。

Shanyong Chen, et al. Unveiling Proton-feeding Effect in Sulfur-doped Fe-N-C Single-Atom Catalyst for Enhanced CO2 Electroreduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2022

DOI: 10.1002/anie.202206233

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202206233