精确调节催化活性位点的结构对于增强电催化还原CO₂的催化活性和产物选择性非常重要。

有鉴于此，北京大学张亚文、中国科学技术大学刘进勋等报道阴离子官能团修饰催化剂改善电催化还原CO₂。阴离子的强配位作用能够稳定金属位点，而且在催化活性位点的质子产生强相互作用，能够调节电子结构以及催化反应过程的质子转移。这种引入阴离子的作用使得在较低过电势将CO₂转化为化学品燃料。

主要内容

（1）

报道了含有Cu(II)-SO₄位点的CuO/Cu-NSO₄/CN催化剂，这个催化剂在非常低的过电势进行电催化还原CO₂。当过电势为-0.5 V，电催化还原CO₂生成甲酸的法拉第效率达到87.4 %。在2.8 V的电池中，以44.3 %的能量转化效率生成纯HCOOH。

（2）

通过理论计算说明硫酸盐阴离子改善CO₂转化为羧基中间体，随后羧基中间体进一步生成HCOOH。这种机理与甲酸中间体生成HCOOH的过程不同。

参考文献

Chen-Yue Yuan, Li Feng, Xue-Tao Qin, Jin-Xun Liu, Xin Li, Xiao-Chen Sun, Xiao-Xia Chang, Bing-Jun Xu, Wei-Xue Li, Ding Ma, Hao Dong, Yawen Zhang, Constructing Metal(II)-Sulfate Site Catalysts toward Low Overpotential Carbon Dioxide Electroreduction to Fuel Chemicals, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202405255

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202405255