开发高效、选择性的电催化剂用于CO₂还原反应（CO₂RR）生产增值化学品一直是人们热切追求的目标。

近日，德国波鸿鲁尔大学Wolfgang Schuhmann报道了合成了一系列以Cu基MOF（HKUST）为自牺牲模板的新型纳米结构Cu_xO_yC_z电催化剂。

文章要点

1）研究人员将HKUST在不同温度（400、600、800和1000 °C的O₂/Ar混合气体中）进行热解，获得了不同的催化剂结构和组成。在O₂/Ar气氛中热解可以去除多余的残碳量。

2）研究人员考察了热解温度对所得催化剂及其CO₂RR活性的影响。此外，在气体扩散电极（GDE）制备过程中，在催化层中加入不同量的聚四氟乙烯（PTFE），以阐明其对促进HER上的CO₂RR的影响。结果显示，在GDEs上，PTFE改性的Cu_xO_yC_z催化剂有效抑制了竞争性HER副反应。当电流密度为-80 mA/cm²时，25~50wt %的PTFE涂覆的GDEs对C₂₊产物的法拉第效率为54%。

3）研究人员进一步研究了PTFE对局部OH^-浓度和CO₂RR的影响，利用SECM将Pt纳米电极放置在工作GDE表面附近，以评估靠近PTFE支撑或非支撑GDE/电解质界面的OH^-/H₂O活性，从而将反应选择性与CO₂RR过程中局部调节的pH联系起来。实验结果显示，在电流密度增加时，由于局部产生的OH^-离子导致OH^-/H₂O活性比显著增加，而与PTFE的用量无关。

参考文献

Nivedita Sikdar, et al, A metal-organic framework derived Cu_xO_yC_z catalyst for electrochemical CO₂ reduction and impact of local pH change, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202108313

https://doi.org/10.1002/anie.202108313