本网讯（物质科学与信息技术研究院 纪静雅）近日，我校物质科学与信息技术研究院王俊中教授课题组在石墨烯先进材料领域取得重要研究进展。相关研究成果以 “Graphene supported single-atom FeN5 catalytic site for efficient electrochemical CO2 reduction”为题在线发表于国际著名期刊Angewandte ChemieInternational Edition上。该论文工作是我校与中国科学院山西煤炭化学研究所、新加坡国立大学和新加坡高性能计算研究所多单位合作完成的,我校物质科学与信息技术研究院为第一作者单位。
利用可再生能源，把二氧化碳转化为有附加值的产物，一直是人类面临的重要课题，具有挑战性。王教授课题组从原子层次出发设计新型催化剂，通过对氯化血红素和三聚氰胺分子在石墨烯表面的自组装、键合和碳化处理，获得了石墨烯铆钉单原子铁FeN5的新型催化活性中心，催化性能优于所有Fe-N-C型催化剂，在低过电位下，法拉第效率达到97.0%。DFT理论模拟表明，FeN5活性位具有吡咯型N轴向配位FeN4的结构，能有效抵消Fe 3d轨道的电子密度和降低Fe-CO的π反馈效应，有利于产物CO的快速解吸和高选择性的产生。该工作提供了一种石墨烯单原子新材料能升级的制备方法，为二氧化碳的资源化利用也提供了一个科学依据。