二氧化碳 (CO₂) 电化学还原为甲酸盐具有很大的前景。然而，包括氢气 (H₂)、一氧化碳 (CO) 和多碳产物的生成在内的平行反应的持续竞争仍然是影响甲酸盐选择性的重要因素。

在这里，中科大Li Song，Qun He，昆明理工大学Dong Tian报道了一种铜基异质结 (Cu₂O@Cu) 预催化剂，它经历了显著的结构重构，导致在分层树枝状阵列上形成阶梯状 Cu 位点。

文章要点

1）当引入季铵阳离子表面活性剂时，重构的 Cu₂O@Cu 的甲酸盐选择性在 -0.6 V 的低电位下相对于可逆氢电极可达到高达 95.9%。

2）原位光谱和理论分析表明，表面活性剂的电驱动排列不仅排斥水合离子，从而抑制 H2 释放中的质子传递，而且还与阶梯状 Cu 位点相互作用以使 CO 和 C-C 偶联途径失活。界面微环境的电化调节最终抑制了H₂、CO和多碳产物的生成，确保了CO₂向甲酸盐的高选择性转化。

本研究强调了结构重构和配体修饰在增强电催化方面的关键协同作用。

参考文献

Sicong Qiao, et al, Stepped copper sites coupling voltage-induced surfactant assembly to achieve efficient CO2 electroreduction to formate, Energy Environ. Sci., 2024,

DOI:10.1039/D4EE02697G.