粗糙表面结构金属电极在CO/CO2转化为碳氢化合物、含氧有机物中显示了更高的反应速率和更高的反应选择性，其中原子级别的形貌是催化剂高活性的原因，但是目前对催化剂界面上的原子级别结构的表征方法很少，无法对电催化反应过程中催化剂的变化进行表征。目前对催化剂电极上原子级别的形貌调控仍没有较好的方法，CO分子中的C≡O键的振动和配位的金属有关，并通过IR方法监测振动变化能够对催化剂界面上的反应情况进行表征，但是其他的比如动态偶极耦合（dynamic dipole coupling）过程通常被忽略。波士顿学院Matthias M. Waegele等通过表面增强的红外吸收光谱（Surface enhanced infrared absorption, SEIRAS）对两种不同粗糙程度的Cu金属电极结构进行分析。
作者发现在Si上的Au膜上电化学沉积的Cu（CuAu-Si）在CO还原为乙烯的反应中活性低于非电方法沉积在Si上的的Cu催化剂，通过差分电化学质谱（differential electrochemical mass spectrometry，DEMS）方法发现CuAu-Si生成乙烯的起始电压（onset potential）为200±65 mV，这个值高于Cu-Si。CuAu-Si表面由于Cu的晶面优选为（111）晶面，Cu-Si表面的Cu晶面优选为（100）晶面，通过循环伏安法测试结合SERIAS方法，确定了CO分子的C≡O振动能作在电化学反应过程中的变化，并表征Cu电极表面原子级别的表面结构（缺陷位点、terrace露台等位点结构）。
参考文献
Charuni Menaka Gunathunge, Jingyi Li, Xiang Li, Julie J Hong, and Matthias M. Waegele*
Revealing the Predominant Surface Facets of Rough Cu Electrodes Under Electrochemical Conditions，ACS Catal. 2020
DOI：10.1021/acscatal.9b05532
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b05532
