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顶刊SCI题目写作范式

文章的题目是：Lewis-base ligand-reshaped interfacial hydrogen-bond network boosts CO2 electrolysis

其实从题目中我们可以看出，英文最先突出的始终是最重要的，而本研究中最重要的是易斯酸碱相互作用，重塑催化剂-电解质界面，这个也是我们的一招鲜策略。

从题目中我们可以隐约判断出，作者是想针对电催化剂-电解质的界面做调控，而策略就是利用易斯酸碱相互作用。

读到这儿的朋友是不是隐约感觉到了什么呢？是不是就是国自然中的结构调控策略啊？

用ChatGPT破解顶刊SCI写作难题：道法术器全方位解析与实践-点击可读原文

带着这个疑惑，我们来读摘要

顶刊SCI摘要写作范式：五步法

顶刊SCI摘要写作范式如图所示，可以概括为：

• 研究背景

• However, + 存在的科学问题

• Herein, 我们提出的创新解决策略，即核心创新点

• 分创新点是啥？与核心创新点联系。量化data给出

• 意义强调，再次关联到用我们提出的创新策略解决科学问题后的意义

• 意义层面，统计领域顶刊写法

CO2电解是实现碳中和目标的关键技术，其性能受催化剂和电解质的双重影响。尽管在催化剂领域取得了显著进展，但调节电解质成分并理解其在催化剂界面上的作用，依然是一个亟待解决的科学问题。

• However, + 机理层面的问题

然而，如何在复杂条件下实现这一目标仍然是一个难题，尤其是在反应过程中有效地操控表面重构。

现有电解质通常难以精确调节其在催化剂界面的行为，尤其是在调控氢键网络、提高催化选择性及促进CO2还原反应效率方面。因此，如何有效重塑催化剂-电解质界面，从而改善CO2电解性能，仍然是当前领域的技术难点。

• Herein, 主动语态，解决手段-核心创新点-一招鲜策略

为了解决这一问题，我们提出了一种创新策略，即利用乙二胺四乙酸（EDTA）及其类似物作为电解质添加剂，通过强烈的路易斯酸碱相互作用来重塑催化剂-电解质界面。该策略可以有效干预界面水的氢键网络，进而提升CO2电解的催化效果。

• 分创新点是啥？与核心创新点联系。量化data给出

EDTA与金属阳离子之间的路易斯酸碱相互作用：这种相互作用促使EDTA分子在电解质中动态地组装到催化剂表面，重塑了电解质的溶剂化结构。

破坏水分子氢键网络：EDTA重塑后的界面使得原有的水分子氢键网络被破坏，形成氢键间隙层，从而提高了电解质对CO2还原反应的选择性。

促进CO2的质子化反应：重塑后的界面结构促进了CO2的质子化，抑制了H2O的解离反应，有助于CO2与H2O的共电解产生更多的碳基产品。

实验数据显示，在电解质中加入5 mM的EDTA后，在500 mA cm−2的电流密度下，商业化银纳米颗粒催化剂上CO的法拉第效率从57.0%提高至90.0%。这一数据表明，EDTA重塑的界面不仅提升了催化效果，还显著增加了碳基产品的选择性

• 意义强调，再次关联到机理层面的问

路易斯碱配体重塑的界面使得一系列催化剂（如Ag、Zn、Pd、Bi、Sn和Cu）在H型和流动型电解槽中都表现出显著提高的碳基产品选择性。

顶刊SCI结论写作范式

顶刊SCI结论写作范式如图所示，可以看到起本质就是把五步摘要法中的意义层面以及存在的科学问题两部分拿掉：

• Herein, 主动语态，解决手段

• 分创新点是啥？与核心创新点联系。量化data给出

• 意义强调，再次关联到机理层面的问题

• Herein, 主动语态，解决手段

总的来说，通过全面的原位振动光谱表征和第一性原理分子动力学（AIMD）模拟，我们提供了分子层面上有关路易斯碱配体重塑界面结构以促进CO2电解的见解。

• 分创新点是啥？与核心创新点联系。量化data给出

我们将典型的路易斯碱配体EDTA引入电解质中，构建了电双层（EDL）区域的氢键间隙层，从而降低了质子源的浓度，并减少了不希望的氢气还原反应（HER）的活性。

EDTA通过与K+之间的强路易斯酸碱相互作用（EDTA4–-K+）进入K+溶剂化结构。这一过程促进了CO2向COOH的质子化反应，同时抑制了H2O向H的解离。

流动电池中重构后的界面使得商业化银纳米颗粒催化剂在-200和-500 mA cm−2电流密度下，分别实现了超过99%和90%的CO2电解法拉第效率（FECO）。

这一电解质调控策略具有广泛的适用性，可应用于不同金属催化剂（如Ag、Zn、Pd、Bi、Sn和Cu）以及其他类似的路易斯碱配体（如EDDA、NTA和DTPA）

• 意义强调，再次关联到机理层面的问题

我们在此提出的研究成果为未来的方向提供了思路，即通过调节电解质中离子和/或分子之间的相互作用，可以有效地引导各种电化学反应的电催化性能。

顶刊SCI图的布局

关于图的设计和布局-本质是支撑核心创新和分创新的论据，需要相互独立，且完全穷尽。具体的关系大家可以参考：

2025年国自然申请的基础是顶刊：顶刊各个部分的写作范式如何呢？ChatGPT如何助力呢？10余年经验总结-点击直接阅读

图1：展示了通过核磁共振（NMR）、紫外-可见光谱（UV-vis）、分子动力学模拟（MD）和能级分析对电解质结构的研究。以下是图中各部分的详细解析

(a) 2H NMR光谱

图中展示了在纯D2O、KHCO₃电解质（无EDTA）和KHCO₃电解质（含EDTA）三种情况下22H化学位移的对比。

结果表明：在添加EDTA后，22H化学位移略微改变（从4.70167 ppm变为4.70122 ppm），这表明EDTA的加入对氢核周围的溶剂环境有一定的影响。

化学位移的变化可以归因于EDTA改变了离子的溶剂化结构，特别是对水分子的重组作用。

(b) 39K NMR光谱

此部分展示了KHCO₃溶液中钾离子（K+）的化学位移在无EDTA和含EDTA两种情况下的变化。

结果显示：添加EDTA后，钾离子的化学位移从0.16 ppm变为0.21 ppm，表明钾离子的化学环境发生了显著变化。

这种变化说明EDTA通过配位作用改变了钾离子的溶剂化壳层。

（c）UV-Vis光谱

该部分比较了KHCO₃电解质在无EDTA和含EDTA情况下的紫外吸收光谱。

关键变化：吸收峰的强度和位置在两种情况下有所不同。

在添加EDTA后，吸收光谱中在约265 nm处出现了变化，说明EDTA与溶液中的离子或分子发生了相互作用，改变了电子的跃迁行为。

(d) 分子动力学模拟的溶剂化结构

展示了添加EDTA前后钾离子的溶剂化结构：添加EDTA前：K+主要被7个水分子（K+−7H2O）包围。

添加EDTA后：K+形成了稳定的配合物，。

EDTA的加入导致溶剂化水分子减少，并形成稳定的多配位体系，显示出EDTA对离子环境的强配位作用。

(e) 能级分析（LUMO和HOMO）

比较了K+−7H2OK+和2(K±5H_2O)-EDTA{4-}两种情况下的LUMO（最低未占据分子轨道）和HOMO（最高占据分子轨道）能级：

EDTA的引入显著提升了LUMO和HOMO的能量，这表明配合物的电子结构变得更加稳定，且可能具有不同的电子传输特性。

综合分析：2H和39K NMR的化学位移变化以及MD模拟表明，EDTA通过配位作用改变了离子溶剂化壳层的结构。添加EDTA后，溶剂化水分子减少，形成稳定的配合物。UV-Vis光谱和能级分析表明，EDTA的加入不仅改变了溶液的光吸收性质，还影响了分子轨道能级，可能对体系的电化学性能有重要意义。此研究为理解电解质中配体（如EDTA）对离子环境及其电化学性能的调控提供了重要依据。

图2的内容主要展示了在不同实验条件下，电解质（KHCO₃和含EDTA的KHCO₃）在CO₂电解中的电化学性能。以下是对图中各子图的详细解析：

（a）在N₂饱和和CO₂饱和的KHCO₃电解质中，分别对无EDTA和含EDTA的情况进行测试.EDTA的加入优化了界面环境，可能通过与金属中心配位或改变溶液中的CO₂溶解度来促进电化学活性。

(b)测量在−0.65 VRHE−0.65VRHE下两种电解质（无EDTA和含EDTA）的电荷转移阻抗.EDTA的加入降低了界面电荷转移阻力，可能通过改善界面离子迁移和电子转移速率促进了反应

(c)界面电容随电位的变化趋势。含EDTA的CPE1CPE1值在电位较负时较高，表明界面电容增大。

(d)在不同的电位（−0.8−0.8至−1.2 VRHE−1.2VRHE）下，比较无EDTA和含EDTA电解质中CO的FE.EDTA显著提高了CO生成的选择性

(e)比较在KHCO₃（无EDTA）、KHCO₃（含5 mM EDTA）以及新的KHCO₃（未说明具体改性）条件下，CO的FE。EDTA对提高CO₂还原选择性具有显著作用

(f)在−1.0 VRHE−1.0VRHE下，使用不同电极材料（Zn、Pd/C、Bi、Sn、Cu）在无EDTA和含1 mM EDTA的KHCO₃中对碳基产物（CO、甲酸等）进行测试.EDTA的影响具有材料依赖性，特别对某些电极（如Zn和Pd/C）显著提高CO选择性，而对其他材料影响有限

EDTA的多重作用：降低电荷转移阻力（EIS结果）。提高CO₂还原反应的选择性，特别是对CO生成的贡献（FE结果）。改变界面电荷分布和离子环境（CV和EIS结果）。EDTA的作用因电极材料不同而异，表明其可能通过特定配位或界面相互作用改变反应路径。

图3展示了通过原位ATR-SEIRAS技术研究KHCO₃电解液中电极界面性质的实验数据，比较了添加与不添加1 mM EDTA的效果。以下是对图中各部分的解析

（a）ATR-SEIRAS光谱随电位变化。随着电位的负移（从0.4 V到-1.2 V），振动峰强度发生显著变化：νOH强度增加，说明界面水或OH相关物种吸附增强；νCH的出现与电极附近C-H物种的生成相关。

(b-c)显示在-0.7 V电位下两种电解液的νOH振动峰分解。有EDTA时，νOH峰减弱，表明EDTA抑制了OH物种的吸附或改变了界面水的结构。分峰区域揭示了不同种类的OH物种的振动，EDTA改变了界面水分子的分布或相互作用

(d)蓝线（无EDTA） 和 红线（有EDTA） 比较了两种电解液中νOH的演变：无EDTA时，νOH强度在负电位显著增加，尤其在-0.7 V之后迅速增强，表明界面水分子或OH的吸附活跃。添加EDTA后，νOH强度的增加受到抑制，说明EDTA可能与活性位点竞争或屏蔽了界面水分子吸附。

(e)νCH峰强度随电位的变化。νCH强度在负电位（-0.7 V左右）达到峰值，可能与界面C-H键的生成相关。在更负的电位（例如-1.0 V后）νCH强度下降，可能因为电极界面化学环境的改变。

所以图三说明了，EDTA的加入显著改变了界面的吸附行为：减弱了νOH相关信号，表明对界面水或OH的调控作用；νCH信号的变化表明EDTA可能促进了某些特定C-H物种的生成。这些结果说明EDTA在调控电化学界面反应中的作用，可能通过改变界面吸附或物种分布来影响反应路径。

图4展示了不同电极界面双电层（EDL）的结构特征，并对比了K-H₂O和K-H₂O-EDTA体系下的界面行为。以下是图中各部分的详细解析：

(a)K-H₂O体系的EDL结构，这里的氢键网络主要是水分子间的相互作用。

(b)K-H₂O-EDTA体系的EDL结构，水分子数量减少，部分被EDTA取代，形成新的相互作用网络，界面附近的K⁺离子分布保持，但受EDTA分子的存在影响

(c)O原子浓度分布，蓝色曲线（K-H₂O）界面水分子形成了两个明显的峰，靠近金属表面区域（2-4 Å）为近界面层水分子，远处（5 Å后）逐渐过渡到体相。黄色曲线（K-H₂O-EDTA），EDTA分子显著降低了靠近金属表面区域的水分子浓度（低于0.05 mol cm⁻³），分布整体向远离金属表面方向偏移，说明EDTA分子改变了界面的双电层结构

(d)H键数量分布。对比了不同氢键类型：蓝色曲线（K-H₂O体系中的水-水氢键）：形成了两个显著的氢键分布峰，分别位于3.6-6 Å和8.6-10 Å之间。黄色曲线（K-H₂O-EDTA体系中的水-水氢键）：氢键数量显著减少，且分布较分散。棕色曲线（K-H₂O-EDTA体系中的EDTA-水氢键）：在靠近EDTA分子的位置形成新的氢键峰，显现EDTA对氢键网络的重塑作用

（e）K-H₂O体系界面氢键网络的示意图。仅有水分子的情况下：水分子通过氢键形成连续网络。跨越Helmholtz层和扩散层，允许质子通过氢键网络跃迁（proton hopping）

（f）K-H₂O-EDTA体系界面氢键网络的示意图.加入EDTA后：原有的水-水氢键网络被打破，部分水分子被EDTA取代。EDTA通过Lewis酸碱相互作用和新的氢键与水分子相结合，形成复杂的网络。EDTA的存在改变了扩散层与Helmholtz层的界面结构，可能影响电化学反应路径和效率。

图5深入分析了在K-H₂O和K-H₂O-EDTA界面处的电催化反应过程，特别是针对与氢相关的反应能垒的变化。以下是图中每个部分的详细解读：

EDTA的作用机理：通过配位K⁺和调控界面氢键网络，显著降低CO₂还原反应的能垒。对水分子解离的促进作用相对较弱，但仍有助于提高反应效率。

CO₂活化过程更容易发生，能垒降低约0.1 eV。双电层重组对界面反应具有显著影响。

图6深入分析了CO₂电催化还原反应（CO₂RR）性能测试的实验结果，主要通过在不同条件下观察法拉第效率（Faradaic Efficiency, FE）来研究各种配体（如EDDA、NTA、EDTA、DTPA）对电解液性能的影响

CO的FE顺序为：DTPA > EDTA > NTA > EDDA > 无配体。EDTA/DTPA等螯合剂通过螯合作用减少了钾离子的自由度，可能优化了电解液中的电场分布和局部pH值，从而促进了CO₂RR

顶刊SCI前言写作

下面是本文的前言部分：

电催化是利用可再生能源生产的电力，推动将地球上丰富的分子（如 H₂O、O₂、N₂ 和 CO₂）转化为碳中性燃料和化学品的重要技术。在电催化反应发生的电极-电解质界面中，这一过程被埋藏在固体催化剂与电解质之间，涉及复杂的电子转移和物质扩散过程，并受到施加的电场影响。理解界面组织及潜在的界面相互作用（例如催化剂与电解质之间或电解质组分之间的相互作用）对于通过协同优化催化剂和电解质以提高电化学性能至关重要。

二氧化碳电解被认为是一种有前景的技术，可以将丰富的碳资源转化为高附加值的化学原料。目前，大多数研究集中在开发具有精心设计的结构、形貌和成分的催化剂，以增强其本征活性和/或增加活性位点数量。然而，电解质组分的作用同样重要，但却鲜有深入研究。已有研究表明，在电极-电解质界面采用电极改性和电解质添加剂可以提高碳基产物的选择性。这些研究为通过调控电解质来提升活性和选择性提供了新的机会。然而，在界面组织与动态演变、固有界面相互作用及其对电催化过程的功能方面，仍有许多亟待解决的问题。

在水溶液中进行的 CO₂ 电解中，H₂O 分子通常作为质子来源参与质子耦合电子转移（PCET）过程，但不可避免地引发不期望的析氢反应（HER）。界面氢键网络是质子从溶液主体传递到电极表面的“高速公路”，因此对电极化界面处的氢相关反应动力学有显著影响。近期的多项研究强调了氢键网络在各种电化学过程反应动力学中的重要作用。例如，Li 等人揭示了界面氢键随着偏压的变化而演化，并发现有序的界面水可以实现高效的电子转移以促进 HER。Chen 团队证明了在碱性电双层中，氢键网络的不连续性会导致氢电催化反应的动力学减慢。Jia 等人发现向电解质中引入 N-甲基咪唑可以恢复界面氢键网络，从而改善氢反应速率。然而，对于 CO₂ 和 H₂O 协同电解的复杂界面环境，尤其在分子水平上，理解氢键网络的作用并制定相应的调控策略仍然是一个巨大挑战。

在本研究中，将乙二胺四乙酸（EDTA）及其类似物引入 KHCO₃ 水溶液电解质中，以重塑电极化界面，从而显著提高了 CO₂ 电解生成碳基产物的性能。核磁共振（NMR）分析和分子动力学（MD）模拟揭示了电解质组分之间的相互作用。通过原位表面增强红外和从头算分子动力学（AIMD）模拟，进一步阐明了界面环境的本质。研究发现，EDTA 分子在响应偏压时向电双层区域组装，能够通过 EDTA⁴⁻ 与 K⁺ 的路易斯酸碱相互作用重构原有的界面氢键网络，从而在电双层区域形成氢键间隙层，对质子转移动力学产生显著影响。AIMD 模拟提供了关于氢相关反应动力学能垒的信息。

EDTA 分子通过作用于阳离子水合壳，促进 *CO₂ 到 *COOH 的质子化，并抑制 HER 的限速 Volmer 步骤。研究表明，含有 EDTA 的电解质为 CO₂ 转化提供了动力学上有利的局部环境。因此，在流动式电池中，商用银催化剂实现了 500 mA/cm² 下 90% 的 CO 法拉第效率。这一策略也可广泛用于提高其他催化剂（如钯、锌、铋、锡和铜）的碳基产物选择性。