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二氧化碳 (CO₂) 電化學還原為甲酸鹽具有很大的前景。然而，包括氫氣 (H₂)、一氧化碳 (CO) 和多碳產物的生成在內的平行反應的持續競爭仍然是影響甲酸鹽選擇性的重要因素。

在這里，中科大Li Song，Qun He，昆明理工大學Dong Tian報道了一種銅基異質結 (Cu₂O@Cu) 預催化劑，它經歷了顯著的結構重構，導致在分層樹枝狀陣列上形成階梯狀 Cu 位點。

文章要點

1）當引入季銨陽離子表面活性劑時，重構的 Cu₂O@Cu 的甲酸鹽選擇性在 -0.6 V 的低電位下相對于可逆氫電極可達到高達 95.9%。

2）原位光譜和理論分析表明，表面活性劑的電驅動排列不僅排斥水合離子，從而抑制 H2 釋放中的質子傳遞，而且還與階梯狀 Cu 位點相互作用以使 CO 和 C-C 偶聯途徑失活。界面微環境的電化調節最終抑制了H₂、CO和多碳產物的生成，確保了CO₂向甲酸鹽的高選擇性轉化。

本研究強調了結構重構和配體修飾在增強電催化方面的關鍵協同作用。

參考文獻

Sicong Qiao, et al, Stepped copper sites coupling voltage-induced surfactant assembly to achieve efficient CO2 electroreduction to formate, Energy Environ. Sci., 2024,

DOI:10.1039/D4EE02697G.