近日，学院贾鑫团队在化学领域取得新进展，相关成果作为封面文章发表在《Chemical Science》（中科院一区，IF=7.6，TOP期刊，DOI：10.1039/d4sc03085k）。

双原子催化剂因具有较高的金属负载量和复杂灵活的活性位点，从而可以获得更好的催化性能，然而双吸附位点与各中间体之间复杂的吸附态也为催化机制的理解和筛选带来了巨大的挑战。因此，深入探索中间体的吸附结构、电子结构以及在双金属协同作用下如何实现关键中间体吸附能解耦并打破性标度关系，成为理解双原子催化剂催化机制的关键。该团队通过高通量计算和机器学习探讨了465种石墨烯基双原子催化剂的稳定性、二氧化碳吸附与活化以及电催化机制。研究表明，双原子催化剂对中间体的吸附结构呈现多样性，其中关键中间体* CO和*CHO分别有5种，从*CO到* CHO存在11种结构流向，而筛选出的14种能够打破吸附线性关系的催化剂并非来自某一个特定的结构流动方向。这项工作突破了双原子催化剂打破线性标度关系的传统认识。另外，研究还发现双原子催化剂在电子传输过程所具有的独立双向通道比单一原子通道更具调节的灵活性，为催化剂的设计提供了新的思路。上述成果以题为“Breaking the scaling relations of effective CO2 electrochemical reduction in diatomic catalysts by adjusting the flow direction of intermediate structures”（双原子催化剂通过调节中间体结构流向突破CO2电化学还原的线性标度关系）发表在《Chemical Science》。

本文的第一作者为博士研究生张岩文，通讯作者为化学化工学院贾鑫教授。第一完成单位为石河子大学化学化工学院、化工绿色过程兵团重点实验室和兵团材料化工工程技术研究中心。研究工作获得了国家自然科学基金（12264042）和2024年新疆天池人才计划（青年博士项目）（CZ002729）的资助和支持。

（通讯员：张梅）