均相分子系统和非均相催化剂结合是开发新电极的有前景的方法。对于CO2电解还原,平面铜电极分子增强有希望使其朝着高法拉第效率制多碳产品迈进。此外,纳米结构的铜电极在较低的过电位下也表现出增强的性能。近日,加州理工学院Theodor Agapie,Jonas C. Peters等报道了一种新颖便捷的纳米结构铜电极的制备方法,该方法使用N,N'-乙烯-菲咯啉二溴化物作为分子添加剂。所制备的电极在超过40小时的时间内,C≥2产物的选择性高达70%,而且表面形态没有明显变化。机理研究揭示了有机添加剂的几种作用,包括:通过腐蚀铜表面形成立方体状的纳米结构;通过形成保护性有机层在电催化过程中稳定这些纳米结构;以及促进C≥2的产物。
Arnaud Thevenon, Jonas C. Peters*, Theodor Agapie*, et al. In‐situ Nanostructuring and Stabilization of Polycrystalline Copper by an Organic Salt Additive Promotes Electrocatalytic CO2 Reduction to Ethylene. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI:10.1002/anie.201907935