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第一作者：颜梦晓，毛挺杰
通讯作者：陈凯，王娟，金辉乐
通讯单位：
温州大学Do
i:
doi.org/10.1021/acs.inorgchem.4c03991
1. 全文速览
本文通过原位XRD监测了CuO/SnO2纳米片（NSs）异质结在CO2RR中的重构过程。重构后的Cu/SnO2 NSs在CO2RR中的产物为CO和H2，而且在宽电位范围内保持稳定的H2/CO比（2:1）。2. 背景介绍
通过电化学方法将CO2转化为高价值化工产品是一种理想的脱碳途径。但是竞争性的析氢反应（HER）会降低CO2RR的法拉第效率（FE）。与抑制HER过程不同，结合CO2RR和HER产生合成气（CO和H2）是另一种有效的CO2转化方法。合成气是重要的工业原料气而且其比值对后续化学转化的选择性至关重要。当H2/CO的比例为2:1时，可以用于甲醇合成和Fischer-Tropsch反应。3. 本文亮点
本文对CO2RR过程中CuO/SnO2纳米片（NSs）异质结的重构过程进行了原位监测。电化学测试表明，在−0.8 ~−1.2 V的宽电位范围内，当Cu/Sn比为1:1时具有稳定的H2/CO比(2:1)。原位实验和详细的表征证实，在CO2RR过程中，CuO会发生重构并转化为金属Cu，而SnO2保持稳定。4. 图文解析
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SEM和TEM图像显示CuO/SnO2 NSs呈现出片状结构，HRTEM图像证实了异质结结构的存在。AFM图像进一步证实了CuO/SnO2 NSs的厚度约为50 nm。![]()
电催化CO2RR过程中的产物为CO和H2，当Cu/Sn比为1:1的时候，在-0.8~-1.2 V的电压范围内，H2/CO的FE比值为2:1。在稳定性测试过程中，FECO和FEH2分别稳定在近66%和34%且能保持40 h。![]()
原位XRD测试表明，随着反应时间的延长，与Cu相关的衍射峰开始出现，同时CuO对应的信号逐渐衰减，表明在CO2RR过程中CuO将转变为金属态Cu，但SnO2的变化可以忽略不计。XPS分析Sn的价态在反应前后没有变化，而Cu2+转变为Cu0，这与原位XRD分析结果一致。![]()
SEM和TEM图像表明，反应后的CuO/SnO2 NSs呈现出晶粒组装的二维纳米片结构，与反应前致密的片状结构有很大的不同，证明在催化过程中确实发生了重构。HAADF-STEM图像和EDS映射显示，经过CO2RR处理后，Cu、Sn和O元素依旧在NSs上。5. 总结与展望
作者开发出了一种高效的CO2RR催化剂，所得CuO/SnO2纳米片在生产合成气方面表现出良好的活性。在相对于RHE的-0.8至-1.2 V的宽电位范围内，H2/CO比可以保持在2:1，具有良好的稳定性。通过原位XRD监测了动态演变过程，在CO2RR过程中，Cu2+完全转化为Cu0，而Sn的价态保持稳定。6. 课题组介绍
金辉乐，研究员，博导，现任温大化材学院副院长，浙江省万人计划青年拔尖人才，《Carbon Energy》管理编辑。长期从事碳基能源材料和含氟高分子材料的基础及产业化研究工作，在国际一流刊物包括Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angw. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等发表学术论文150。申请国际发明专利3项，并有3项技术进入中试开发阶段，1项技术已生产并成功完成一轮融资2000万。先后主持4项国家自然科学基金、1项省自然科学基金，10余项横向课题（经费500余万）。王娟，瓯江特聘教授，主要从事纳米材料的设计合成及其在能源储存与转化中的应用。近五年以第一作者/通讯作者的身份在Nat. Commun.、Sci. Adv.、Chem、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际高水平SCI期刊上发表20余篇论文。主持国家自然自然科学基金2项。担任《Advanced Powder Materials》和《eScience》青年编委。陈凯，博士，副教授。2020年7月毕业于浙江大学化学系获理学博士学位，同年进入温州大学化学与材料工程学院从事教学科研工作。目前已在国际权威学术期刊发表SCI论文10余篇，其中以第一作者身份发表学术论文4篇，包括2篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Coord. Chem. Rev.、1篇Chin. Chem. Lett.等。本公众号原创内容欢迎转发分享，如需转载，请后台私信。我们对文中观点保持中立，仅供参考交流，不构成投资建议。如涉及版权及其他问题，请联系我们删除，谢谢！
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