近年來，使用可再生資源產生的電力將大氣中高濃度的二氧化碳電還原（CO₂RR）為高附加值的化學品是實現碳-能量平衡的有效方法。然而惰性的CO₂（C=O, 806 kJ·mol^-1）和伴隨的析氫（HER）競爭反應會引起反應過電位高、選擇性差和電流密度低等問題。因此開發高效、穩定的CO₂RR的電催化劑至關重要。多孔碳納米管載體因其具有大的比表面積、管式結構、強的導電性，不僅能夠充分暴露金屬活性位點，而且能夠促進電解液和CO₂的擴散，從而能夠提高催化活性。 

　　鑒于此，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮和黃遠標團隊在科技部重點研發計劃、國家自然科學基金項目、中科院戰略性先導科技專項、前沿科學重點研究項目、中科院青促會優秀會員項目資助下，以氧化鋅/金屬-有機框架（ZnO@ZIF-ZnNi）核殼納米棒作為前驅體和模板，經過炭化，制備了均勻分散在氮摻雜碳納米管上的Ni單原子催化劑（Ni/NCTs）。與普通Ni/C催化劑相比，該Ni/NCTs電催化劑表現出優異的CO₂RR催化性能：在一個較寬的電勢窗口下，可將二氧化碳以接近100%法拉第效率（-0.8 V vs RHE 98%）轉化為一氧化碳（CO）。該催化劑連續電解20小時，其反應活性未見明顯衰減。此外，與大多數文獻報道碳源僅僅是來自于CO₂不同，該研究采用同位素跟蹤實驗發現CO是來自于CO₂與電解液中的HCO₃^-。與柴國良團隊進行DFT計算合作的結果表明，*COOH是形成CO₂RR的決速步驟。 

　　該工作為開發錨定在多孔碳上的單原子催化劑用于能量存儲和轉化提供了有益的借鑒。相關研究成果發表在Appl. Catal. B. Environ.(2020, DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118929)上，論文第一作者是福建物構所與福建師范大學聯培碩士生侯瑩。 

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　　MOFs衍生的碳納米管催化劑電還原CO₂研究獲進展