CO₂阴极还原反应中对Cu的氧化物较高的催化活性进行理解非常关键，有鉴于此，德国马克斯-普朗克化学能转换研究所Juan-Jesús Velasco-Vélez等通过先进的光谱学技术、电子显微镜、电化学活性比表面积测试技术、电子结构、Cu薄膜材料加热处理过程中的形貌/粗糙度改变情况进行表征。通过一种原位X光谱测试系统，在存在气体、液体的过程中，对起始晶相和电催化还原CO₂过程中的变化过程进行解析。

本文要点：

（1）

对负载于C₃N₄上的50 nm 厚Cu PVD薄膜电极通过IR加热25~300 ℃，Pt线作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，原位进行Cu L₃ XAS测试。并分别测试25 ℃，150 ℃中在-1.8 V vs. Ag/AgCl 100 mM KHCO₃的CO₂饱和溶液中产物H₂/CO/CH₄/C₂H₄/C₂H₆/HCOOH/C₂H₅OH的法拉第效率。

在加热处理过程中生成的Cu(I)物种在CO₂还原反应中会非常容易形成Cu⁰，但是Cu(II)则难以被还原。此外，Cu(Ⅱ)氧化物电极溶解并形成多孔/空隙结构，导致之间相互连接损失并无法进行有效的CO₂电化学还原反应。

（2）

在CO₂电催化还原反应的过程中，不管其本身相结构，催化活性/稳定晶相是金属态Cu物种，并且在还原中产生粗糙界面和丰富的配位不饱和配位环境位点。电催化活性受到形貌、粗糙度、应变，成份效应（吸附物种、亚表面的溶解物）影响。

通过在空气中进行加热氧化，能够通过对电极界面形貌/粗糙度、提高配位点浓度，控制Cu电极的反应活性和选择性。

参考文献

Juan-Jesús Velasco-Vélez et. al. On the activity/selectivity and phase-stability of thermally-grown copper oxides during the electrocatalytic reduction of CO2, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03484

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03484