电化学还原CO₂/CO方法是制备化学燃料和化学品的极有吸引力的一种方法，此外该过程使用的电力能通过可再生能源获取。目前Cu催化剂是最有效的还原CO₂/CO并构建C-C化学键制备多碳有机分子的催化剂，但是Cu催化剂的催化位点在催化反应过程中的详细过程并不清楚。自然-催化编辑部的Marçal Capdevila-Cortada对相关重要研究结果在Nature Catalysis上进行相关报道。

本文要点：

（1）

最近特拉华大学Levi Thompson、Feng Jiao、Bingjun Xu等在JACS上发表了相关研究进展，通过表面增强Raman技术、在5种不同的Cu催化剂上进行CO电催化还原反应，发现了不同的催化剂界面上都具有多种氧化物/氢氧化物。通过在Cu箔、Cu微粒、电化学沉积的Cu薄膜、在Ar、CO饱和碱性电解液（pH 11.7）中（-0.8 V vs RHE~开路电压中）进行氧化处理。D₂O同位素标记实验对Cu-O和Cu-OH进行区分，并将其归属于CuO_x/(OH)_y。

（2）

在开路电位中Cu薄膜材料显示弱还原状态的Cu₂O_1-x状态，其他催化剂中的表面结构为Cu₂O；在CO饱和的电极中和提高催化电位后，电极表面成分转变为CuO_x、CuO_x/(OH)_y，作者发现在Cu箔上CuO_x的含量更高。作者通过Raman测试方法对变化电压过程中电极表面的变化进行表征。最后，作者总结了电化学CO还原反应中反应产物选择性的变化趋势。作者认为，催化剂中的含氧物种对生成多碳产物的反应中并未起到关键作用。

参考文献

1. Marçal Capdevila-Cortada*

Probing the speciation. Nature Catalysis 2020, 3, 419

DOI：10.1038/s41929-020-0464-7

https://www.nature.com/articles/s41929-020-0464-7

2. Yaran Zhao, Xiaoxia Chang, Arnav S. Malkani, Xuan Yang, Levi Thompson*, Feng Jiao*, and Bingjun Xu*

Speciation of Cu Surfaces During the Electrochemical CO Reduction Reaction，J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.0c02354

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c02354