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本发明公开了一种金属固相扩散合成的氮掺杂碳基单原子催化剂的方法:将固体2?甲基咪唑、六水合硝酸锌粉末分别溶于无水甲醇中,将两种溶液混合进行液相反应得到ZIF?8前驱体白色粉末;将步骤(1)得到的ZIF?8前驱体白色粉末包裹至镍箔中并进行压片;将步骤(4)压片后的镍箔放置于氨气气氛中高温煅烧,冷却后除去镍箔,得到氮掺杂碳基单原子催化剂。本发明还提供了上述方法得到的氮掺杂碳基单原子催化剂及其在电催化CO2还原制备CO的应用。该方法具有简单高效,成本低,可控性高,重现性好,适合工业化生产等优点,应用于电催化CO2制CO,具备高活性、高选择性、优良的稳定性的优点。