铁是一种储量丰富的金属，对环境影响很小，然而它不适合CO₂RR，因为它有利于析氢反应(HER)。如果以具有CO2RR活性薄壳的纳米结构的核心NP形式存在，则有助于降低催化剂的价格。迄今为止，对CO2RR铁基材料的研究主要集中在分子配合物上，如卟啉样结构的Fe-N-C材料。Operando核共振非弹性X射线散射（NRIXS）和X射线吸收精细结构光谱（XAFS）测量已用于深入了解CO₂电化学还原（CO₂RR）过程中FeCu和FeAg纳米颗粒（NPs）的结构和表面组成并提取与其催化活性和选择性的相关性。

有鉴于此，德国马普应用技术研究院弗里茨哈伯学院的Roldán Cuenya等人，通过对原位NRIXS数据（声子态密度，PDOS）和XAFS测量进行分析，可以推断出FeAg NP的CO₂RR过程中核壳结构的形成。

本文要点

1）由于将铁基材料用作非均相催化剂在可持续能源转换领域的应用，因此采用了铁基材料进行研究。将铁、铜和银在胶束纳米反应器中结合，因为这些元素有望将CO₂选择性转化为C1-C3产物（Cu）和CO（Ag）。

2）FeAg NPs的电化学分析表明，在‐1.1 V vs RHE条件下，在0.1M KHCO₃中，CO的法拉第选择性为〜36％，与纯Ag NPs相似。相比之下，尽管小的Cu NPs也被证明有利于产生H₂，但在FeCu NPs的情况下却获得了对H₂的主要选择性，类似于对纯铁NPs的结果。

3）这些结果以及NRIXS和XAFS的发现表明，在CO₂RR过程中，Ag优先存在于FeAg NPs的表面，而Cu也可能主要分布在FeCu NPs的表面，但与铁进行更大程度的混合。

参考文献：

Sebastian Kunze et al. Operando NRIXS and XAFS Investigation of Segregation Phenomena in Fe‐Cu and Fe‐Ag Nanoparticle Catalysts during CO₂ Electroreduction. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202010535

https://doi.org/10.1002/anie.202010535