基于此,北京化工大學(xué)莊仲濱教授、北京理工大學(xué)陳文星教授以及安徽師范大學(xué)毛俊杰教授、西湖大學(xué)王濤教授等聯(lián)合報道了氮摻雜多孔碳納米片上的N橋式Co-N-Ni雙金屬位點(diǎn)的合成(Co-N-Ni/NPCNSs),N橋聯(lián)接雙金屬中心不僅可以通過相鄰金屬原子的相互作用來調(diào)節(jié)M-Nx中心的電子結(jié)構(gòu),而且還可保留了單個組分的M-Nx局部結(jié)構(gòu),在370 mV下表現(xiàn)出2049 h-1的高TOF值以及96.4%的CO法拉第效率。
在本研究中,通過纖維素?zé)峤夂铣啥嗫滋技{米片(PCNSs)。然后制備含PCNSs和三聚氰胺的懸浮液,并滴加金屬酞菁乙醇溶液。隨后在1000℃、N2氣氛下熱解1 h,生成Co-N-Ni/NPCNSs。TEM和HADDF-STEM(圖a和b)表明生成的類石墨烯Co-N-Ni/NPCNSs具有豐富的褶皺,有利于CO2分子通過,且無納米顆粒存在。球差校正掃描透射電子顯微鏡(AC-STEM)對N橋聯(lián)Co-N-Ni雙金屬中心的幾何形狀進(jìn)行了鑒定,從圖d放大的AC-STEM圖像中可以清楚地識別出大量孤立的雙金屬位點(diǎn)。圖e統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明大約70%的點(diǎn)為雙金屬位點(diǎn)。
在研究過程中,該團(tuán)隊(duì)借助合肥光源軟X射線磁圓二色站(BL12B)的同步輻射軟X射線吸收譜的表征研究了Co-N-Ni/NPCNSs的電子結(jié)構(gòu),從C的K-edge (圖g)中可以得到四個主要的峰,峰A-C是C 1s的芯電子到π*C=C、π*C-N、π*C-C-Co/Ni反鍵軌道的偶極躍遷,而峰D是σ*C-C的環(huán)形躍遷。而N的K-edge也存在主要四個峰,峰A、B、C分別為Co-N-Ni/NPCNSs的π*吡啶氮、π*吡咯氮、π*石墨化氮,峰D表明形成了σ*C-N-C或C-N鍵。這一研究成果將提高我們對設(shè)計(jì)高效CO2RR催化劑的認(rèn)識。
相關(guān)研究成果以“N-bridged Co-N-Ni: new bimetallic sites for promoting electrochemical CO2 reduction”為題,發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Energy & Environmental Science》上。
原文鏈接:https://doi.org/10.1039/D0EE03947K

Co-N-Ni/NPCNSs的形貌表征及電子結(jié)構(gòu)。(a) TEM. (b) HADDF-STEM. (c)AC-STEM. (d) 高分辨AC-STEM圖。(e) 統(tǒng)計(jì)d中的Co-N-Ni雙金屬位點(diǎn)和單金屬位點(diǎn)的密度以及Co-Ni雙原子距離。(f)在1-3區(qū)域得到的強(qiáng)度剖面和相應(yīng)的示意圖模型。(g, h) Co-N-Ni / NPCNS的C k-edge和N k-edge。