通过电催化CO₂还原制取多碳（C₂₊）液体燃料具有一定的挑战性，主要受反应中间体及其随后的C-C偶联的稳定所限制。

近日，佛山科学技术学院胡飞教授，中科大熊宇杰教授、江俊教授，西安石油大学孔婷婷报道了开发了一种独特的催化剂，即具有不饱和配位Cu位点的非晶态CuTi合金（a-CuTi@Cu），用于电催化CO2还原制多碳（C_2-4）液体燃料。

文章要点

1）Cu和Ti颗粒熔体通过旋压成20 μm厚的金属非晶条带制备出非晶态CuTi合金。然后，在室温下，Ti在稀HF溶液中进一步脱合金。脱合金化后，样品失去金属光泽，SEM图像显示，其表面由100 nm纳米颗粒组成。TEM进一步观察显示，纳米颗粒相互连接，形成多孔通道。由于低温脱合金化过程，脱合金样品继承了a-CuTi前驱体合金的非晶态性质。此外，俄歇电子能谱表明，非合金样品的表面主要由Cu²⁺组成，而α-CuTi前驱体中掺有Cu⁰和Cu⁺。同时，XPS谱表明样品在腐蚀后完全失去了Ti，这与EDS结果一致。根据表征结果，研究人员将经HF腐蚀脱合金后的样品为a-CuTi@Cu（Cu负载于a-CuTi合金上）。

2）实验结果显示，a-CuTi@Cu电催化CO₂还原主要产生乙醇，丙酮和正丁醇，在-0.8 V（vs.RHE）时，总C_2-4法拉第效率约为49%，可维持至少3个月。

3）理论计算和原位表征结果表明，a-CuTi@Cu催化剂中，亚表面Ti原子增加了表面Cu位的电子密度，增强了*CO中间体的吸附，从而降低了*CO二聚和三聚反应所需的势垒。

这项工作从电子密度的角度实现了催化非活性元素以操控电催化C-C偶联中催化中心的行为。

参考文献

Fei Hu, et al, Ultrastable Cu Catalyst for CO₂ Electroreduction to Multicarbon Liquid Fuels by Tuning C-C Coupling with CuTi Subsurface, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202110303

https://doi.org/10.1002/anie.202110303