CO是电化学CO₂还原反应的关键中间体物种，同时对Cu电极界面上决定C₁和C₂产物生成的选择性和过电势产生影响。有鉴于此，中科院重庆绿色智能技术研究院张炜、西南大学赵刘斌等报道了基于Marcus电荷转移理论建立动力学模型，将其用于理解CO在Cu电极的不同晶面上还原反应中C-H、O-H键生成的相互竞争性进行研究。电化学CO还原反应在Cu(110)、Cu(211)表面上受到热力学控制的CHO*过程，在Cu(111)、Cu(100)晶面上受到动力学控制的COH*过程。作者发现开始时CO加氢反应生成CHO*或者COH*之间的竞争在决定催化反应活性和选择性中起到关键性作用。

本文要点：

（1）

计算结果显示，过电势和反应速率常数之间的关系，催化反应速率规律符合：Cu(111)＜Cu(110)＜Cu(211)＜Cu(100)。

（2）

作者认为催化剂结构工程，为了降低COH*的催化起始过电势，通过降低反应活化能能垒角度能够作为有效的促进CO电催化还原反应的有效方法。

参考文献

Shi-Qin Xiang, Jun-Lin Shi, Shu-Ting Gao, Wei Zhang*, and Liu-Bin Zhao*, Thermodynamic and Kinetic Competition between C–H and O–H Bond Formation Pathways during Electrochemical Reduction of CO on Copper Electrodes, ACS Catal. 2021, 11, 2422–2434

DOI: 10.1021/acscatal.0c05472

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05472