碳是各种能量载体的基本构成元素，但是这种碳基能源使用过程中释放CO₂导致全球变暖现象。因此如果能够将CO₂作为原料制备燃料，可以实现人工碳物种的循环，将有助于人类社会的发展和进步。

目前，通过可再生能源出发进行电催化CO₂转化还原受到广泛关注而且是人们长期的目标，其中发展合适的电催化剂是关键。

在各种不同电催化剂中，Cu基催化剂受到特别的关注，因为Cu基电催化剂具有制备多碳物种分子的能力，目前人们发展了掺杂/合金化、构建晶界/空穴、调控pH等方式调节催化反应催化性能。通过CO₂电催化还原反应制备液态多碳（C2+）燃料仍是个非常大的挑战，因为受到催化反应中间体的稳定性与这种中间体进行C-C偶联反应能力的限制，而且通常反应中主要生成乙烯、乙醇。在CO₂转化合成C₂₊产物的过程中通常经过多个质子辅助电子转移过程进行，过程经历多种反应中间体和过渡态，因此调控催化反应位点和反应过渡态是解决调控反应路径的关键。目前人们通常认为CO*是C-C偶联生成多碳产物的关键中间体，稳定CO*中间体和保证较高的CO*浓度是提高反应进行C-C偶联反应的关键，这种作用能够通过调控催化位点的电子浓度。

有鉴于此，佛山科学技术学院胡飞，中国科学技术大学熊宇杰、江俊，西安石油大学孔婷婷等报道结构独特的无定形CuTi合金催化剂构建CuTi@Cu，实现了电催化CO₂还原制备C_2-4液体燃料。该电催化反应生成乙醇、丙酮、丁醇几种主要产物，在-0.8 V vs RHE的过电势中C_2-4产物的总法拉第效率达到49 %，而且该电催化反应的稳定工作时间达到3个月。

本文要点：

（1）

通过理论计算结果和原位表征研究发现，这种合金催化剂中的次外层Ti原子提高了界面Cu原子的电子浓度，因此改善CO*中间体物种的吸附能力，而且能够降低*CO中间体二聚、三聚反应的能垒。

（2）

本文研究展示了催化惰性元素能够通过电子浓度的角度调控电催化反应位点的催化性质，因此实现改善电催化C-C偶联反应性能。研究结果说明催化剂的次外层性质起到调控催化活性的重要作用。

参考文献

Fei Hu*, Li Yang, Yawen Jiang, Chongxiong Duan, Xiaonong Wang, Longjiao Zeng, Xuefeng Lv, Delong Duan, Qi Liu, Tingting Kong*, Jun Jiang*, Ran Long, Yujie Xiong*, Ultrastable Cu Catalyst for CO₂ Electroreduction to Multicarbon Liquid Fuels by Tuning C−C Coupling with CuTi Subsurface, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202110303

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202110303