用于选择性电化学CO₂转化的地球储量丰富的催化剂的开发是一项核心挑战。Cu-Sn双金属催化剂可以选择性地将CO₂还原为CO或甲酸盐。近日，柏林亥姆霍兹材料与能源中心有限公司Matthew T. Mayer，Laura C. Pardo Pérez等报道了氧化物衍生的Cu-Sn催化剂，该催化剂可针对任一产品进行调节，并研究了导致这种选择性趋势的Cu和Sn之间的协同效应。

本文要点：

1）材料在CO₂还原条件下发生显著转变，作者将多种方法观察到的结果相关联（原位X射线吸收光谱和准原位X射线光电子能谱），揭示了它们的动态体相和表面结构。

2）对于这两种类型的催化剂，Cu在反应条件下都会转化为金属Cu⁰。然而，催化剂类型之间的Sn形态和含量显著不同：CO选择性催化剂的表面Sn含量为13 at.%，主要以氧化的Sn形式存在；而甲酸盐选择性催化剂的Sn含量约为70 at.%，由金属SnO和Sn氧化物物种组成。

3）密度泛函理论模拟表明Sn^δ+位点削弱了CO吸附，从而提高了CO选择性，而Sn⁰位点阻碍了H吸附并促进了甲酸盐的产生。

该工作揭示了双金属Cu催化剂中催化剂结构、组成和物种形成与电化学bias间复杂的依赖关系。

Laura C. Pardo Pérez, et al. Determining Structure-Activity Relationships in Oxide Derived CuSn Catalysts During CO₂ Electroreduction Using X-Ray Spectroscopy. Adv. Energy Mater., 2021

DOI: 10.1002/aenm.202103328

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103328