【高端测试 找华算】专注测试分析服务、自有球差电镜机时、全球同步辐射资源，20000+单位服务案例！经费预存选华算，高至17%预存增值！近年来，人们提出了各种对Cu催化剂的修饰策略来提高CO2电还原为乙醇的选择性，包括形态控制、空位工程、双金属设计和表面改性。在这些方法中，修饰催化剂的表面结构以稳定关键中间体和促进中间体的加氢被认为是影响催化选择性的一种有效方法。电极表面的微环境会影响CO2和H2O的转运，进一步调节CO2、*CO和*H的表面覆盖，从而影响C-C偶联和对所需产物的反应途径。据报道，增加*CO的覆盖率和含氧中间体的稳定是促进产物从乙烯转向乙醇的关键。最近，调节材料疏水性因提高对C2+产物的选择性而受到了广泛关注，这是由于CO2局部浓度的增加，降低了进一步C-C偶联对催化剂的可及性。然而，疏水性的引入总是在水溶液中催化剂附近产生气-液-固三相界面(TPI)，导致电极表面气体扩散和质量传递的障碍，限制了局部*CO的浓度和*CO的进一步二聚化。更重要的是，界面微环境对C-C偶联模式以及随后的氢化途径导致乙烯和乙醇生产的影响尚不清楚。基于此，中国科学院化学研究所韩布兴和张裴等制备出一种Cu基催化剂，其表面涂有导电聚合物，以提供不同的界面微环境，使CO2RR期间的反应途径从乙烯转向乙醇。具体而言，研究人员将PVP应用于Cu催化剂上，同时提高了Cu/Cu2+1O纳米纤维的组成稳定性和超疏水表面性能，这使得可以通过控制水的可及性来调节在催化剂附近的TPI中的水转移效应。具有超疏水表面的Cu/Cu2+1O/SHNC催化剂减弱了TPI中的液相转移，从而增强了对*CO的吸附。积累的*CHO向于与*CO物种耦合而不是*H，这导致C2产品产量显著提高；同时，与*CCH中间(乙烯路径)相比，高*CO覆盖可以降低形成*CHCHOH中间体的能量(乙醇路径)，引导从乙烯到乙醇的选择性转化。此外，*OH在Cu/Cu2+1O/SHNC表面的吸附显著，表面结合的*OH的覆盖率越高，就越有利于*CHCOH氢化为*CHCHOH(乙醇途径)。性能测试结果显示，在H型电解槽中，具有超疏水表面的Cu/Cu2+1O/SHNC在−1.1 V下的电流密度为20.7 mA cm-2，乙醇法拉第效率为55.4%；在流动池中，Cu/Cu2+1O/SHNC在−1.1 V下的乙醇法拉第效率高达66.5%，电流密度为147.4 mA cm-2。流动池具有增强的气体扩散电极，促进了CO2利用率的提高，导致了产品分布的多样化和乙醇选择性的变化。C-C偶联生成C2+产物是一个氢化还原过程，因此质子的供应对乙醇和乙烯的选择性至关重要。由此可见，CO2和质子在界面微环境上的同时转移显著影响了对乙醇的反应途径。此外，还研究了PVP的添加量与乙醇的选择性之间的相关性。结果表明，乙醇的选择性与PVP用量呈火山状分布，强疏水性有利于乙醇途径，阻碍乙烯途径，证实了乙醇途径的增强与超疏水界面结构密切相关。Switching CO2 electroreduction pathways between ethylene and ethanol via tuning microenvironment of the coating on copper nanofibers. Angewandte Chemie International Edition, 2024. DOI: 10.1002/anie.202413005🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！👉 点击阅读原文加我，立即领取更多优惠💖
