on style="text-indent: 0pt; white-space: normal; margin-top: 0pt; margin-bottom: 0pt; margin-left: 0pt; font-size: 10.5pt; font-family: 等线; line-height: normal;">标题：Designing Atomically Dispersed Au on Tensile-Strained Pd for Efficient CO2 Electroreduction to Formate
通讯作者：Jong Suk Yoo, Taeghwan Hyeon, Yun Jeong Hwang
研究内容
甲酸盐通过二氧化碳的双电子还原工艺生产。与其他生成甲酸盐的催化剂（例如Sn或Bi）不同，钯是已知的唯一一种可以在近乎零过电位下将二氧化碳电化学还原成甲酸盐的催化剂体系。然而，在CO2RR期间，基于Pd的电催化剂表面会吸附生成的CO，导致CO中毒，长期稳定性方面面临重大挑战。因此，控制中间体的结合能尤为重要。
在此，作者借助Au原子的掺杂对钯表面的微结构进行调整，选择性地改变所需中间体的结合能。
要点1
在Zr-MOF808内合成了基于Pd的纳米颗粒，在Pd纳米粒子的生长过程中进一步引入可控制量的Au原子，利用金属与金属{attr}3224{/attr}骨架之间的相互作用，在拉伸应变的Pd纳米颗粒上合成了原子分散的Au（M-AuPd）。
要点2
研究发现，在MOF的密闭空间中还原Pd前驱物会在Pd纳米颗粒中引起明显的局部拉伸应变，即使掺入一定量的Au形成M-AuPd，该局部拉伸应变仍然存在。在Pd表面上产生拉伸应变增强了CO2RR中间体的吸附能，而在拉伸应变的Pd表面上分散的单个Au原子使CO*不稳定而不影响其他被吸附物，在Pd表面上的局部不均匀性打破了传统的COOH*与CO*的比例关系，显著提高了甲酸盐的生产活性，选择性和稳定性。
要点3
与-0.25 V vs RHE下的Pd/C相比，M-AuPd催化CO2RR的部分电流密度和质量活性分别提高了26倍和31倍，甲酸盐的法拉第效率超过99％。
图1. 通过MOF约束生长的AuPd合金纳米颗粒上产生拉伸应变。（a）在自由空间和密闭空间中合成的纳米粒子之间的比较。代表（b）M-AuPd（20）@ Zr-MOF808的低倍和（c）高倍TEM图像。（d）metal@Zr-MOF-808和pristine Zr-MOF-808的Zr 3d XPS光谱。
图2. M-AuPd纳米颗粒的合成。（a）M-AuPd（x）催化剂的合成方案。（b）Au-rich seed，（c）中间状态和（d）最终M-AuPd（20）催化剂的TEM图像和EDS元素映射。
图3. M-AuPd（20）的表征。（a）M-AuPd（20）的Cs-TEM图像。（b）为（a）的白色正方形区域相对应的快速傅立叶变换图案。（c）为（a）中彩色矩形框指示区域测量的强度分布。（d）M-AuPd（20）的代表性HAADF-STEM图像。（e）对应于（d）中白色正方形区域（粉红色，Pd；黄色，Au）的原子分辨率EDS mapping。（f）Ar饱和的0.5 M KHCO3溶液条件下的CV曲线。
图4. 电化学CO2还原反应测量结果。（a）计时安培曲线，（b）甲酸盐选择性的对比，（c）Pd / C，M-Pd和M-AuPd（20）在-0.25 V vs RHE1 h的质量活性。（d）CO饱和0.5 M KHCO3（pH 8.4）条件下CO stripping tests。
图5. 理论分析。（a）Pd（111）上的（a）COOH *或（b）HCOO *中间体计算的用于CO2还原的吉布斯自由能图。（c）对于原始Au（111）（左图），Au1-Pd（111），即在平板模型的最顶层具有单个金原子（Au1）的Pd（111）（中间图）和原始Pd（111）（右图）而言，计算得出的HCOO *（黄色），COOH *（绿色），CO *（橙色）和H *（灰色）的吸附能。（d）原始Pd（111）和Au1-Pd（111）上还原CO2的计算吉布斯自由能图。Jinsol Bok, Si Young Lee, Byoung-Hoon Lee, Cheonghee Kim, Dang Le Tri Nguyen, Ji Won Kim, Euiyeon Jung, Chan Woo Lee, Yoon Jung, Hyeon Seok Lee, Jiheon Kim, Kangjae Lee, Wonjae Ko, Young Seong Kim, Sung-Pyo Cho, Jong Suk Yoo*, Taeghwan Hyeon*, and Yun Jeong Hwang, Designing Atomically Dispersed Au on Tensile-Strained Pd for Efficient CO2 Electroreduction to Formate, J. Am. Chem. Soc. 2021.DOI: 10.1021/jacs.0c12696.
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