开发先进的电催化剂将CO₂转化为液体燃料（例如乙醇）对于利用间歇性可再生能源至关重要。然而，与铜基电催化剂生成的其他碳氢化合物相比，乙醇的生成通常不那么有利。

有鉴于此，浙江大学吴浩斌和苏州大学Cheng Tao等人，基于十二烷硫醇修饰的CuBr构建了一种高效的乙醇形成电催化剂，该催化剂原位生成了稳定的Br掺杂的Cu-硫醇界面。

本文要点

1）报告了一种方便有效的策略，可以提高电化学还原CO₂对C2产物的选择性，尤其是在原位形成的掺杂了卤离子的金属-分子界面上的乙醇。DDT在CuBr上的吸附可能会阻碍Br-的迁移和CuBr的完全还原，从而在催化过程中形成一个独特的高稳定性的Br掺杂铜-硫醇界面。机理研究表明，DDT的吸附抑制了氢和甲烷的产物选择性。Cu中Br物种的掺入可以稳定高价Cu物种，从而提高C2产物的选择性，特别是乙醇的选择性。

2）所获得的电催化剂显示出显着提高的C2+法拉第效率，为72％，其中乙醇的法拉第效率为35.9％。值得注意的是，乙醇与乙烯的比例从原始CuBr的0.32显着增加到十二烷硫醇改性CuBr的1.08。

3）经密度泛函理论(DFT)计算验证，该催化剂改善的电催化活性与掺Br的Cu-硫醇界面上关键中间体的调制吸附能有关。

总之，该工作用掺杂的阴离子物质构建稳定的金属-分子界面，为在催化剂表面设计中间体分布，从而调节产物选择性开辟了一条新途径，突出了利用金属-分子混合界面改善电催化CO₂转化的巨大潜力。

参考文献：

Jianghao Wang et al. Fastening Br^– Ions at Copper–Molecule Interface Enables Highly Efficient Electroreduction of CO₂ to Ethanol. ACS Energy Lett., 2021.

DOI: 10.1021/acsenergylett.0c02364

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02364