基于Cu纳米晶（NCs）的高活性电化学CO₂到C₂₊的转化催化剂一直是人们研究的热点，但其稳定性差和对单一C₂₊产物的选择性低的缺点仍然是实现可持续碳中性循环的障碍。

近日，劳伦斯伯克利国家实验室Walter Drisdell，苏州大学程涛教授报道了开发了一种“H₂O-TMA-H₂O-TMA”脉冲序列来代替典型的“TMA-H₂O-TMA-H₂O”循环，在负载型Cu NCs上沉积超薄的Al₂O₃层。

文章要点

1）第一个H₂O脉冲在Cu(111)面上产生表面氢氧化物基团，为随后的TMA吸附和反应提供优先的成核位置。

2）优化后的Cu NCs（10次ALD Al₂O₃，Cu NCs/Al₂O₃-10C）包覆层的Cu(100)/Cu(111)晶面比是Cu NCs的7.5倍，这使得在H-cell测试中C₂H₄/CH₄的法拉第效率比提高了22倍。此外，CO₂到C₂H₄的过电位也得到了降低，这归因于*CO-CO加氢为*CO-COH的关键步骤的反应能垒较低所致。

3）在聚四氟乙烯（PTFE）基气体扩散电极流动池中，当电流密度为300 mA cm^-2时，Cu NCs/Al₂O₃-10C对C₂H₄的法拉第效率稳定在60.4%。

这种面选择沉积策略有望成为调节Cu NCs基催化剂上CO₂RR选择性和稳定性的一般方法。

参考文献

Hui Li, et al, Facet-selective deposition of ultrathin Al₂O₃ on copper nanocrystals for highly stable CO₂ electroreduction to ethylene, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202109600

https://doi.org/10.1002/anie.202109600