采用Cu基催化剂的CO₂电化学还原反应（CO₂RR）在利用可再生能源生产有价值的多碳产品方面具有巨大的潜力。然而，在CO₂RR过程中，Cu催化剂表面的化学和结构状态仍然是一个有争议的问题。

近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室Walter S. Drisdell，SLAC国家加速器实验室Christopher Hahn，Ryan C. Davis，Apurva Mehta，斯坦福大学Thomas F. Jaramillo报道了通过掠入射X射线吸收光谱（GIXAS）和X射线衍射（GIXRD）相结合，揭示了在原位条件下多晶铜电极近表面区的结构演变。

文章要点

1）原位GIXAS分析表明，在CO₂RR起始电位之前，催化剂表面氧化层已完全还原为金属Cu，并在与CO₂RR相关的电位范围内保持其金属状态。在CO₂存在的情况下，多晶铜表面优先向(100)面重构。对重构轮廓的定量分析表明，重构程度随着施加的负电势的增加而增加，并且当施加的电势返回到更正值时，这种重构程度会持续发生。

这些结果表明，在CO₂RR过程中，Cu电催化剂的表面是动态变化的，因此原位表征对揭示表面结构及其在电催化中的作用具有重要意义。

参考文献

Soo Hong Lee, et al, Oxidation State and Surface Reconstruction of Cu under CO₂ Reduction Conditions from In Situ X‑ray Characterization, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c10017

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c10017