光驱动CO2转化是一个非常有前景的碳中和技术路径，成为当前催化领域研究的热点。但是光生电荷的快速复合以及表面活性位点的缺乏限制了光催化性能的提高。这对催化剂的设计合成提出了更高的要求。大量报道证明单原子催化剂在CO2还原反应中具有优异的催化活性。尤其，单原子金属独特的不饱和配位环境具有灵活的电子结构，通过引入其他组分或者制造缺陷可以调节孤立金属的电子结构。P族金属In在电催化CO2制CO和HCOOH中显示出独特的性能，这为其在光催化CO2应用提供更多的可能。而且，具有多种功能的催化剂能够更好地满足CO2反应中的多种需求，从而达到较高的光催化性能。特别是调节金属位点的电子结构，使其双金属位点间发挥协同效应和电子重分布，进而调控关键中间体在双原子位点上的吸附强度至关重要。
近日，大连理工大学郭新闻教授团队在Applied Catalysis B: Environmental期刊上发表了题为“Chlorine tailored p-d blocks dual-metal atomic catalyst for efficient photocatalytic CO2 reduction”的文章。该工作设计开发了一种Cl调节的In基双金属原子分散的催化剂，实现高效光催化CO2制CO。实验和理论研究表明：d族金属引入到单原子In催化剂中，提供了丰富的活性位点，加速电子转移进而提高电荷分离效率。p-d金属原子对附近的Cl，起到调控双金属的电子结构的作用，尤其调节了主要活性位点In的电荷密度，使其电负性适中，与Cu位点协同参与中间体*COOH的吸附，降低反应的活化能垒，进而明显地提高了光催化性能。
图反应示意图、催化剂对*COOH吸附模型与吸附能
论文的第一作者为大连理工大学时海南博士后和李佳慧硕士，论文通讯作者为大连理工大学郭新闻教授、侯军刚教授和李克艳副教授，该研究得到辽宁省兴辽英才高水平创新团队、国家自然科学基金，以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.122139
