铜基催化剂可有效用于CO₂电化学还原为多碳分子。然而，由于缺乏有利于乙醇反应途径中关键中间体吸附的催化剂，因此对乙醇产品的选择性仍然相对较低。

近日，复旦大学郑耿锋教授，大连理工大学周思研究员报道了通过在铜催化剂中产生电子缺陷，开发了一种吸附调节策略。

文章要点

1）研究人员结合电沉积Cu和随后用Ag(I)进行电置换的方法，制备了一种掺银铜基催化剂（Cu₃Ag₁）。得益于相间电子从Cu到Ag的转移，Cu₃Ag₁催化剂具有缺电子结构，可作为催化中心。

2）电化学实验结果表明，与可逆氢电极相比，Cu₃Ag₁电催化剂使二氧化碳转化为乙醇的法拉第效率达到63%，在-0.95V电压下，乙醇部分电流密度为−25 mA cm^-2。与裸电沉积铜基体相比，选择性提高了126倍，活性提高了25倍。

3）密度泛函理论计算表明，相间电子从Cu转移到Ag会产生缺电子Cu位，并有利于醇反应途径中的CO₂还原关键中间体如CH₃CHO *和CH₃CH₂O *的吸附。因此，这种缺电子的催化剂，实现了更有利于C₂H₅OH的反应途径，其醇/乙烯比为38：1。

该研究为探索具有高度选择性的CO₂电还原制乙醇提供了实验策略和理论见解。

Ximeng Lv, et al, Electron-Deficient Cu Sites on Cu₃Ag₁ Catalyst Promoting CO₂ Electroreduction to Alcohols, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001987

https://doi.org/10.1002/aenm.202001987