在铜（Cu）基催化剂上进行二氧化碳（CO2）电化学还原（CO2ER）以合成多碳化工原料具有极大的吸引力，。然而，由于对催化剂活性中心特性不明确，导致催化剂的合理设计和大规模工业化受到一定阻碍。
近日，天津大学巩金龙教授，Zhi-Jian Zhao通过将理论计算和实验研究相结合，揭示了不同锌掺杂浓度的铜锌（CuZn）纳米催化剂上CO2ER的原子级活性中心。
文章要点
1）通过对最稳定结构的高通量测试，研究人员证明了CuZn协同效应位点对*CO的吸附有很大的影响，并在CO2到C2+产物的吸附中起着至关重要的作用，这可以通过Bader电荷和ICOHP分析来理解。CuZn原子排列影响了关键中间体*CO与CuZn表面的相互作用，进而影响了*CO与活性中心之间的电子转移。
2）在所分析的CuZn NPs催化剂中，中等锌掺杂的CuZn NPs催化剂具有最高的ΔE*CO吸附中心丰度和确定的活性中心，而平衡的CuZn中心和重Zn的CuZn中心，能够提高CO2ER的选择性。
这些发现为确定CuZn NPs催化剂的活性中心提供了新的视角，对于合理设计高性能的Cu基催化剂必不可少。
参考文献
Shiyu Zhen, et al, Nature of the Active Sites of Copper Zinc Catalysts for Carbon Dioxide Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202201913
https://doi.org/10.1002/anie.202201913
