Cu催化CO₂/CO电化学还原反应的选择性和催化反应活性对电解液的成分非常敏感，但是在溶液相电催化反应过程中改变pH或者离子成分并不会影响电化学的反应动力学中C₂产物的选择性，其中主要过程通过决速步骤pH相关的C-C偶联生成氧阴离子型*CO二聚体。

根据理论，认为通过在非质子溶剂电解液进行电催化反应可能以新型机理过程进行电催化，使得抑制界面电荷稳定性，同时有助于外源性供体通过质子耦合电子转移（PCET）过程的电中性中间体进行反应。

有鉴于此，麻省理工学院Yogesh Surendranath等报道当使用非质子型DMSO作为溶剂，通过苯酚作为质子供体，以多晶Cu作为催化剂，在CO电化学还原反应过程中生成高级碳C2产物。通过机理，说明质子性溶剂、非质子性溶剂造成电催化反应选择性产生区别的原因。

本文要点：

（1）

在多晶Cu催化剂进行电催化反应过程中，CO还原成包含乙烯、乙酸、乙二醇、乙烷等C2产物，以及少量甲烷；对比在溶液相进行电催化，发现生成乙烯的Tafel斜率（27±1 mV dec^-1）较低、反应Nernstian表现质子相关的活性。

这个现象说明，非质子溶剂的电催化反应过程包括准平衡的PCET步骤，机理与非质子型溶剂截然不同。

（2）

本文工作说明了溶剂环境对电催化反应的重要影响，展示了不同质子供体对于CO电化学还原法反应的影响，为电化学合成调控产物选择性提供一种新策略。

参考文献

An T. Chu and Yogesh Surendranath*, Aprotic Solvent Exposes an Altered Mechanism for Copper-Catalyzed Ethylene Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12595

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12595