尺寸可调、成分特殊的双金属纳米颗粒在间歇体系中作为CO2电化学还原的稳定、选择性催化剂具有广阔的应用前景。然而，人们对于配体覆盖和合成后处理对CO2还原的影响，特别是在工业应用条件下，如使用气体扩散电极（GDE）和流动反应器的大电流(>100 mA/cm2)，人们进行的研究仍然有限。
近日，比利时安特卫普大学Tom Breugelmans，Erdem Irtem报道了以三种不同的表面方式制备了Cu−Ag核壳纳米粒子（11±2 nm）：(1)油胺包覆，(2)单异丙胺包覆，(3)无表面活性剂还原，分别为Cu−Ag(OAm)、Cu-Ag(MIPA)和Cu-Ag(NaBH4)。
文章要点
1）红外光谱(ATR-FTIR)分析证实了配体的交换和去除，利用高分辨扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)研究了配体的交换和去除对纳米颗粒的粒子间距和重排的影响。之后，研究人员开发了一种衬底工艺方法来跟踪这些对CO2R的影响。Cu−Ag(OAm)具有较高的烃选择性，而Cu-Ag(MIPA)和Cu-Ag(NaBH4)促进了合成气的生成。
2）电化学阻抗谱和比表面积分析表明，经过每一次表面处理后，电极的电导率和活性表面积都逐渐增大。此外，三相界面（电子−电解质−CO2反应物的交汇点）的增加会影响所需的电极电位，并最终影响C+2ˉe/C2ˉe产物的比例。
这项研究强调了将电子转移到受封端剂影响的那些活性位点的重要性，尤其是对于对其工业应用至关重要的较大衬底。
Erdem Irtem, et al, Ligand-Mode Directed Selectivity in Cu−Ag Core−Shell Based Gas Diffusion Electrodes for CO2 Electroreduction, ACS Catal. 2020
DOI: 10.1021/acscatal.0c03210
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03210
