自工業革命出現以來，地球大氣中二氧化碳(CO 2 )的積累引起了人們對環境和氣候的嚴重關注。為了應對這一緊迫的挑戰，通過直接加氫將CO 2轉化為化學品和/或燃料已成為廣泛認可的、勢在必行的減少CO 2排放和化石燃料消耗的策略。

在研究的一系列用于CO 2加氫的催化劑中，銅(Cu)基催化劑因其在甲醇生產中的巨大潛力而??受到越來越多的關注。然而，盡管Cu基催化劑表現出有前景的催化活性，但它們在CO 2加氫中的實際應用面臨著由于Cu基活性中心固有的還原和聚集傾向而產生的重大困難，特別是在升高的操作溫度下。這種還原和聚集的傾向可能會產生較大的Cu顆粒，從而降低CO 2加氫活性并導致產生不希望的CO副產物。因此，這對同時實現有利于大規模工業應用的所需高催化活性和甲醇選擇性造成了相當大的障礙。

為了應對這些挑戰，中國科學技術大學(USTC)姜海龍教授領導的研究小組提出了一種新策略，旨在在基于金屬有機骨架的材料中固定和穩定單原子銅位點。通過在附近創造 Na +修飾的微環境來催化劑。通過全面的實驗和理論計算研究，他們揭示了單原子銅位點周圍Na +修飾的微環境的重要性。即使在高達275 °C的高溫下，通過Na +和H δ-物質之間的靜電相互作用，這種微環境在CO 2氫化過程中維持Cu位點的原子分散方面發揮著至關重要的作用。單原子Cu位點的這種特殊的穩定作用賦予了催化劑優異的CO 2加氫活性(306 g·kg cat -1 ·h -1 )、對甲醇的高選擇性(93%)和長期穩定性。超過了缺乏Na +的同類產品。這項開創性的工作不僅推動了用于選擇性CO 2加氫制甲醇的銅基催化劑的開發，而且還引入了一種有效的策略，通過在附近創建堿修飾的微環境來在先進催化中制造穩定的單原子位點。