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用于電催化CO₂和CO還原反應（CORR）的高效穩定催化劑的開發正在積極研究中，但C₂產物的選擇性差、效率低的問題仍然存在。

基于此，蘇州大學徐來教授，美國南加州大學的Oleg V. Prezhdo教授（共同通訊作者）等人設計了一種二維氮化碳材料（C₅N₂H₂），它包含一個八個N原子的結構，能夠配位四個金屬原子簇，并同時負載C₂偶聯所需的兩個碳氧化物。

所設計的材料作為一種新型的窄禁帶半導體（E_g=0.16 eV），具有良好的導電性和穩定性。

在高通量篩選了嵌入到骨架中的多個四金屬簇合物（28種同核催化劑和27種異核催化劑）的催化性能后，本文系統地研究了11個候選者的CORR過程。

結果表明，Cu₄-C₅N₂H₂對合成乙烯具有較高的選擇性和較低的極限電位（U_L），而Cu₂Zn₂-C₅N₂H₂對合成乙醇具有較高的選擇性和較高的效率。

通過套索回歸，本文證明了與柔性相關的描述符D_(Cu-Cu)×(D_(N-N)?2×R_N)，它與載體、負載金屬的性質和U_L有關。與單原子催化相比，本研究中展示的四原子催化策略為調整催化性能提供了更多的選擇，因為它允許CORR有更多的活性位點和路徑。該策略為探索多原子催化CO還原反應提供了一種新的方案。

Design of a Four-Atom Cluster Embedded in Carbon Nitride for Electrocatalytic Generation of Multi-Carbon Products. J. Am. Chem. Soc., 2023.

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【DFT+實驗】JACS：用于電催化合成多碳產物的嵌入氮化碳中四原子團簇的設計

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