电化学CO₂还原催化剂的研究主要集中在提高其活性和选择性上，而对这些催化剂稳定性的研究较少且普遍缺乏。

有鉴于此，加利福尼亚大学John C. Hemminger等人，研究了在电化学CO₂还原条件下，CuOx纳米颗粒选择性沉积在高取向热解石墨(HOPG)基底上的TiO₂纳米颗粒上的模型催化剂体系的稳定性。

本文要点

1）利用x射线光电子能谱(XPS)研究了电化学还原后纳米颗粒的化学成分和近似量的变化。采用扫描电子显微镜(SEM)跟踪电化学还原后特定粒子的结构和运动，采用原子力显微镜(AFM)监测基底表面形貌的变化。

2）已经证明这些模型催化剂对于气相 CO₂ 的热催化还原具有活性。此外，利用差分电化学质谱 (DEMS) 的初步研究表明，模型催化剂对于 CO₂ 电化学还原形成甲烷具有活性。

3）TiO₂纳米颗粒的迁移率导致了一些团聚和垂直生长的纳米颗粒，因为移动的纳米颗粒倾向于附着在固定的颗粒的顶部。在团聚作用下，移动的TiO₂纳米颗粒的粒径会减小，而固定TiO₂纳米颗粒的粒径保持不变。这些结果强调了稳定性研究的重要性，以便了解模型电化学催化剂的降解机制，以减轻催化剂失活并长时间保持活性和选择性。

参考文献：

Amanda R. Haines et al. Stability of Cu/TiO₂ Nanoparticle Model Catalysts under Electrochemical CO₂ Reduction Conditions. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.1c01955

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01955