南京林业大学化工院研究团队在《Journal of the American Chemical Society》上发表研究成果

近日，南京林业大学化学工程学院荆宇教授领衔的绿色能源化学团队在化学领域顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》（JACS，中文名称：《美国化学会志》，影响因子：14.4）上发表了题为“Selective CO2 Reduction over γ-Graphyne Supported Single-Atom Catalysts: Crucial Role of Strain Regulation”的理论研究性论文（链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c08677）。南京林业大学化学工程学院青年教师刘天阳为论文第一作者，荆宇教授为论文唯一通讯作者，南京林业大学为唯一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、江苏省“双创团队”项目及江苏省高等学校基础科学研究面上项目的资助。

使用电化学还原方法将自然界中的温室气体CO2还原为高附加值产物，是实现“双碳”战略目标的重要手段。然而，由于具有相似的平衡电位，CO2电化学还原往往伴随着析氢反应的发生，极大的限制了法拉第效率。本研究基于恒电势第一性原理计算及限制性分子动力学模拟，揭示了金属原子负载的γ-石墨炔（GY）在应力作用下的催化剂电子结构与反应中间体作用强度的线性关系，提出了通过施加应力实现CO2电化学还原选择性调控的有效策略。

值得一提的是，本研究首次报道了通过“平行板电容器”模型，解析拉伸应变对反应选择性的影响。在拉伸应变下，*COOH中间体的零电荷电位变化比*H中间体更敏感，从而导致在工作电位下*COOH中间体的吸附能变化比*H中间体更小。这种应变影响的CO2选择性调节机制普适于同类单原子催化剂，证实应变调节是设计和调控高选择性CO2还原催化剂的有效策略。该工作为设计高性能的CO2电还原催化剂提供了新的解决方案。

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