通过单原子FeN4催化剂中磷杂原子调控的电子结构，增强来自低浓度二氧化碳流的二氧化碳到一氧化碳的电还原反应

《Environmental Science & Technology》：Strengthened CO2-to-CO Electroreduction from Low-Concentration CO2 Streams via the Phosphorus Heteroatoms-Regulated Electronic Structure of a Single Atomic FeN4 Catalyst

通过引入磷原子到FeN4的配位层形成Fe–N–P键，有效提升CO2电还原为CO的活性和选择性，在稀释CO2流中仍保持高效率。

　　

单原子Fe催化剂在纯CO₂电还原（CO₂RR）方面表现出优异的性能。然而，设计一种能够高效处理CO₂浓度较低流体的高活性催化剂仍然是一个重大挑战。在本研究中，将磷（P）原子引入FeN₄（FeN₄P）的第二配位壳层，形成Fe–N–P键，从而促进水溶液中的CO₂向CO的转化。磷原子的引入显著提高了催化剂的活性和选择性，在0.5 M KHCO_{3溶液中，当电流密度超过?200 mA cm^–2时，最大CO法拉第效率（FECO）达到了96.2 ± 0.5%。此外，在仅含有15%和5% CO2的流体中，优化条件下的FECO效率分别达到了80.5 ± 2.3%和61.5 ± 1.3%。原位表征表明，不对称的FeN4P结构增强了吸附CO2的还原动力学。密度泛函理论计算显示，由相邻磷原子调节的富电子FeN4中心促进了CO2的吸附和活化，并降低了形成*COOH*的能垒，从而促进了CO2向CO的转化。}