在文中， 北京大學吳凱教授和周雄教授、中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東研究員等人 報道在單層CuO上成功合成了單個Ni2團簇（兩個Ni原子由晶格氧橋接）。它們表現出對低溫CO2熱解離的顯著活性，與非解離吸附CO2的陽離子Ni原子和對CO2吸附具有化學惰性的金屬Ni原子相反。DFT計算表明，Ni2團簇可以顯著改變其未占據前沿軌域的空間對稱性，使其與已占據的CO2分子相匹配，並使其低溫解離。
在200 K的溫度下，透過將Ni熱沈積到CuO單層上制備了兩種型別的單分散Ni原子。根據作者提出的結構模型，位於兩條-Cu-O-鏈之間的Ni原子是金屬原子（記為Nim），而另一個緊貼在-Cu-O-鏈中的Ni原子是陽離子原子（記為Nic）。DFT計算結果表明，CO2不能吸附在Nim上，但會吸附在Nic原子上，吸附能為-0.14 eV。當溫度升高時，CO2分子簡單地解吸而不會解離。
Nic簇和Ni2簇在CO2吸附構型上的差異可以用邊界軌域的變化來解釋。值得註意的是，CO2可以透過其兩個O原子中的任何一個進行吸附，從而CO2將電子提供給Ni的空軌域。作者展示了一個主要由O端孤對電子組成的CO2分子的HOMO，DFT計算了LUMO在Ni上對Nic和Nim原子以及Ni2簇的投影波函式。
其中，Nic的投影軌域沿垂直方向集中，而Nim上幾乎沒有軌域波函式。對於Ni2簇，Nim和Nic之間的橫向交互作用改變了Nic的投射軌域，形成了一個橫向組分，促進了CO2的橫向吸附。
Clustering-Evolved Frontier Orbital for Low-Temperature CO2 Dissociation. J. Am. Chem. Soc., 2023 , DOI: ht-tps://doi.org/10.1021/jacs.3c06845.
