Dinuclear-site-katalysatoren (DSC's) hebben steeds meer aandacht van onderzoekers getrokken vanwege hun uitstekende katalytische vermogen door twee aangrenzende metaalatomen op te nemen als het katalytische centrum, die het gebruik van de potentiële synergetische interactie helpt.

Echter, het is een uitdaging om diatomische plaatsen precies te synthetiseren, om katalysatoren met nauwkeurige dinucleaire structuur te verkrijgen. Prof. Yao Tao met zijn groep, van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), stelde een methode voor om uniform atomair nauwkeurige Ni . te synthetiseren ₂ plaatsen, in samenwerking met Prof. Zhu Manzhou van Anhui University en Prof. Li Yafei van Nanjing Normal University. De berekende resultaten identificeerden ook de structurele evolutie van de dinucleaire actieve site tijdens elektrokatalytische CO ₂ reductievoorwaarden voor het eerst. Dit werk is gepubliceerd op de Tijdschrift van de American Chemistry Society .

Om de dynamische structuren van katalytisch actieve diatomische plaatsen te verkrijgen, wetenschappers kozen Ni ₂ (dppm) ₂ kl ₃ (dppm verwijst naar bis(difenylfosfino)methaan, Ph ₂ PCH ₂ Pph ₂ ), een ligand-beschermde diatomische cluster, als de metaalprecursor om de metaalatomen te introduceren. Vervolgens werd de voorloper samen met met stikstof gedoteerde koolstof verwarmd om gedragen dinucleaire Ni . te verkrijgen ₂ website (Ni ₂ /NC). Deze nieuwe katalysator vertoonde zowel superieure katalyserende prestaties als stabiliteit.

Om het echte mechanisme te achterhalen, onderzoekers toegepast operando X-ray absorptie fijne structuur (XAFS) techniek om de ladingsovergang van specifieke atomen te meten en conclusies te trekken op atomair niveau. Ze bevestigden ondubbelzinnig de atomaire en elektronische structurele veranderingen van dinucleaire locaties en ontdekten de dynamische brug-zuurstofadsorptie om actieve intermediaire O-Ni te vormen ₂ -N ₆ .

Bovendien, onderzoekers voerden ook de dichtheidsfunctietheorie (DFT) -berekeningen uit om theoretische verklaringen te geven. De resultaten suggereerden dat de waargenomen O-Ni ₂ -N ₆ structuur fungeerde als het dominante reactietussenproduct om CO te vormen, leidt tot een bevredigende selectiviteit en opbrengst.

Dit werk is leerzaam om nieuwe katalysatoren voor dinucleaire sites te ontwerpen, en bieden nieuwe inzichten voor het begrijpen van het katalyserende effect. Deze resultaten zijn ook veelbelovend voor het oplossen van energieproblemen in de toekomst.