电解液的碱金属阳离子显著的影响电催化还原CO₂反应的选择性，增强C₂₊产物的产量，但是人们对于阳离子对于C-C偶联反应步骤的影响并不清楚。

有鉴于此，西安交通大学苏亚琼教授、华中科技大学夏宝玉教授、弗林德斯大学Michelle L. Coote等报道通过恒电势AIMD分子动力学模拟，研究界面K⁺离子在C-C偶联反应过程中的动态行为，发现K⁺能够在Cu催化剂表面相邻*CO中间体的位点发生独特的吸附。

本文要点：

（1）

在CO*-CO*偶联反应过程中，K⁺独特吸附作用比特定吸附（quasi-specific adsorption）作用对于增强偶联反应动力学更加重要，能够导致偶联反应的能垒降低0.2 eV。电子结构分析的结果表明K⁺、*CO、Cu位点之间发生电荷再分布，这是导致反应能垒降低的原因。此外发现Cu(100)和K⁺离子具有优异的*CO-*CO偶联反应选择性。实验结果表明表面活性剂分子CTAB能够抑制表面K+特异性吸附，并且导致C₂产物的选择性从41.1 %显著降至4.3 %，这个实验现象与理论计算结果相符合。

（2）

这项研究展示了调节界面阳离子吸附作用对于eCO₂R电催化反应生成C₂₊选择性的关键作用。提高K⁺特异性吸附有助于增强C-C偶联反应，比如通过修饰层或者负电势脉冲处理等方法。

参考文献

Yanyang Qin, Chenfeng Xia, Tiantian Wu, Jianrui Zhang, Guoxin Gao, Bao Yu Xia*, Michelle L. Coote*, Shujiang Ding, and Yaqiong Su*, Specific Adsorption of Alkaline Cations Enhances CO–CO Coupling in CO₂ Electroreduction, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c10455

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10455