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在本文中，中國科學院福建物質結構研究所黃遠標研究員和曹榮研究員等人報道了一種有效的高占位d軌道調制策略，通過打破原子精密Cu納米簇（NC）中位點的配位對稱性，將CO₂電還原產物從HCOOH/CO轉換為高價值的碳氫化合物。通過合理選擇含有S和N配位原子的配體，合成了具有對稱缺陷Cu-S₂N₁活性位點的Cu₆ NC（記為Cu₆(MBD)₆，MBD=2-巰基苯并咪唑）。

不同于具有Cu-S₃位點的Cu NCs的高HCOOH選擇性，具有Cu-S₂N₁的Cu₆(MBD)₆在-1.4 V下對碳氫化合物的法拉第效率（42.5% CH₄和23% C₂H₄）高達65.5%，碳氫化合物的局部電流密度為-183.4 mA cm^?2。

通過DFT計算，作者研究了催化位點的配位對稱斷裂在CO₂活化和碳氫化合物生成方面的作用。利用電子密度差分析催化劑與CO₂之間的電子相互作用，觀察到明顯的電子重分布以及Cu₆(MBD)₆向CO₂的明顯電子轉移，而Cu₈(tBuS)₄(L2)₄ NC與CO₂之間沒有發現明顯的電子重分配和轉變。Cu-S₂N₁位點與CO₂反應物之間的電荷轉移更明顯，可歸因于Cu-S₂N₁位點相對于Cu-S₃位點的極性更高。

作者通過Cu₆(MBD)₆和Cu₈(tBuS)₄(L2)₄中Cu活性位點的投影態密度（PDOS）和綜合投影態密度（IPDOS），確定了催化位點與CO₂反應物的結合方式。從Cu-3d的PDOS中看出，Cu-3d的所有軌道都落在費米能級以下，并且Cu₆(MBD)₆和Cu₈(tBuS)₄(L2)₄都被完全占據。5個三維軌道之間存在一定的耦合，沒有發生明顯的分裂，但IPDOS顯示每個軌道占據的電子數有顯著差異。

對于Cu₆(MBD)₆，CuS₂N₁位點的軌道在費米能級附近的電子數是5個3d軌道中最高的，使得它成為Cu₆(MBD)₆ CuS₂N₁位點中占據率最高的d軌道，而Cu₈(tBuS)₄(L2)₄的CuS₃位點的最高d軌道是Cu。因此，Cu位點的配位對稱性對最高占位的d軌道有顯著影響。

Atomically Precise Copper Nanoclusters for Highly Efficient Electroreduction of CO₂ towards Hydrocarbons via Breaking the Coordination Symmetry of Cu Site. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202306822.

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黃遠標/曹榮Angew.：Cu6(MBD)6高效電還原CO2

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