氮掺杂Ti3C2Tx作为高效单原子催化剂载体，在CO2还原反应中具有高稳定性和选择性 可供购买

《Physical Chemistry Chemical Physics》：N-doped Ti3C2Tx as an efficient support for single-atom catalysts with high stability and selectivity in CO2RRAvailable to Purchase

　　

电化学CO₂还原反应（CO₂RR）将CO₂转化为有价值的燃料和化学品，为应对碳循环失衡提供了有效策略。锚定在MXenes表面的单原子可以增强CO₂RR的催化活性。然而，氮掺杂Ti₃C₂T_x具有混合–O/–N端基，其单原子的最佳局部N/O配位环境仍然未知。N/O配位在调控单原子稳定性和CO₂还原性能中的作用尚未建立。本文系统地研究了锚定在氮掺杂Ti₃C₂T_x（TM@N_doped–Ti₃C₂T_x）上的十种3d过渡金属（TM = Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn）单原子催化剂的CO₂RR性能。我们发现，单原子的锚定稳定性随着配位氮原子数量的增加而提高，三氮配位（TM@N₃）表现出最高的热力学稳定性。这归因于TM与氮原子之间强烈的共价相互作用和有利的d–p轨道匹配。同时，TM@N₃–Ti₃C₂T_x在CO₂RR期间有效抑制了竞争的HER。此外，TM@N₃–Ti₃C₂T_x催化剂选择性地将CO₂还原为CO和HCOOH。其中，Co@N₃–Ti₃C₂T_x表现出最低的HCOOH形成自由能势垒（0.44 eV），同时保持优异的抗氧化性。本工作建立了TM@N_doped–Ti₃C₂T_x的结构–活性关系，并为CO₂RR的应用提供了可行的理论指导。

视觉摘要

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下部是催化剂的示意图，上部展示了单原子稳定性以及CO₂RR与HER之间的关系。

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? 2026 The Author(s). Published by the Royal Society of Chemistry on behalf of the Owner Societies

2026

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