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近期，腾讯体育生态环境与资源学院杨志峰院士团队韩彬教授课题组在人为源二氧化碳转化研究中取得重要进展，研究成果以“Conductive MOF-Based NiZn Dual Atom Catalyst for Boosted Photoreduction of Diluted CO₂: The Effects of Inert Sites”为题发表于《Advanced Functional Materials》。韩彬教授为论文通讯作者，生态环境与资源学院博士后姚杉及2025届硕士研究生刘家慧为论文共同第一作者。

成果简介

利用太阳能将二氧化碳（CO₂），尤其是人为源的低浓度CO₂直接转化为高附加值化学品（如CO），是应对能源和气候危机的理想方案。然而，C=O键的高解离能、受限的光生电荷分离效率，以及在低CO₂浓度下其他组分的竞争吸附，导致CO₂难以在催化剂表面吸附和活化，限制了反应的活性和选择性。研究团队成功构建了一种基于导电金属有机框架（CMOF）的镍-锌双原子催化剂（NiZn-O₄ DACs），该催化剂利用惰性Zn位点与活性Ni位点的协同作用，实现了高效、高选择性光催化还原人为源低浓度CO₂。当Ni/Zn比例为4:1时，NiZn-O₄ DACs在纯CO₂气氛中实现了20.17 μmol h^-1的CO生成速率，选择性达到97%，优于镍单原子催化剂（Ni-O₄ SACs）以及大多数已报道的体系。此外，在人为源低浓度CO₂（10%）中，NiZn-O₄ DACs的CO选择性仍能保持在94%，而Ni-O₄ SACs的CO选择性则明显下降（从95%降至88%）。光电化学测试表明，Zn位点的引入促进了光生电子-空穴对的分离和迁移，提高了电荷分离与传输效率。理论计算结果进一步揭示，通过引入惰性的Zn位点，有效调节了邻近Ni活性中心的电子结构，加速了电子转移，提升了还原动力学，显著降低了形成关键中间体^*COOH所需的能垒。这项工作深入阐明了DACs中惰性金属位点与活性位点之间的协同作用机制，为开发适用于特定应用场景的高效DACs提供了理论依据与参考。

致谢：本研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目金等项目的资助，以及广东工业大学分析测试中心的技术支持。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202526031