中科大最新Nature Synthesis, 调控CO₂电还原催化剂表面重构新策略

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全文速览 催化剂表面结构对电化学CO 2 还原反应性能有很大影响。研究发现，施加电压会导致催化剂表面结构重构，并且这一过程难以控制。受药物胶囊缓释结构的启发，中国科学技术大学吴宇恩和周煌团队在金属氧化物催化剂上构建了一种水溶性碳酸盐壳。该壳作为保护涂层，有效减缓了催化剂在施加电场下从高价态转变为低价态的表面演变过程。通过调节壳的厚度和溶解速率，可以调控表面重构，促进低配位结构的形成，从而生成富含晶界和小颗粒的Cu(0)。实验结果显示，在电流密度为2.0 A cm − 2 时，C 2+ 法拉第效率达到82.8   ±   2.2%，优于传统CuO催化剂的性能。原位和非原位表征表明，这些生成的表面结构增强了*CO中间体的稳定性和C-C偶联反应。该调节表面重构的方法可推广至其他催化剂，如ZnO、In 2 O 3 、SnO 2 和Bi 2 O 3 ，以提高它们对 CO 和 ………………………………