連發2篇NatureCatalysis，崔屹等人CO2還原新進展！

　　CO2還原，既關乎環境，又關乎能源，是目前材料、化學領域科學家關注的重點議題。今天，我們要分享的是來自國際頂級研究團隊關于CO2還原最新的2篇Nature Catalysis工作。

　　一篇來自斯坦福大學崔屹團隊，主要是關于理論指導Sn/Cu合金催化劑的設計制備，并在低過電位條件下實現了CO2高選擇性還原制甲酸鹽。另一篇來自加州大學伯克利分校JoelW. Ager團隊，他們發現了氧化物衍生的Cu基CO2電催化還原中的產物對應三種特異性的活性位點！

　　一、斯坦福大學崔屹團隊：理論指導Sn/Cu合金高效CO2還原！

　　擬探索的問題：

　　在低過電位條件下，CO2還原制甲酸鹽選擇性較差，難以滿足實際應用！

　　研究亮點:

　　1. DFT理論指導催化劑設計

　　理論研究發現，在Sn中摻Cu形成Sn/Cu合金可以有效抑制HER和CO形成，從而提高CO2還原制甲酸鹽的活性和選擇性。

　　2. 實現了在低過電位下高選擇性還原CO2制甲酸鹽！

　　制備了一種CuSn3合金催化劑，并實現了在低過電位條件下高效CO2還原制甲酸鹽，法拉第效率95%（-0.5 V vs RHE）

　　3. 揭示了合金協同作用機理

　　原位X射線吸收精細結構譜表明，電子從Sn傳遞到Cu，從而使Sn在工作條件下保持正價氧化態。

圖1. 理論計算

圖2. 制備過程

圖3. 電催化活性

　　參考文獻：

　　Xueli Zheng, Yi Cui et al. Theory-guidedSn/Cu alloying for efficient CO2 electroreduction at lowoverpotentials. Nature Catalysis 2018.

　　https://www.nature.com/articles/s41929-018-0200-8

　　二、加州大學伯克利分校Joel W. Ager團隊：發現Cu基CO2電催化還原中的產物特異性活性位！

　　擬探索的問題：

　　Cu催化劑電催化CO2還原會產生多種產物，這些不同產物是否具有各自不同的活性位，能否對產物選擇性進行控制？

　　研究亮點:

　　1. 發現Cu電催化CO2還原中的三種特異性活性位

　　利用同位素標記法，同時還原13CO和12CO混合物，發現氧化物衍生的Cu催化劑中含有三種特異性活性位用于C-C偶聯：一種用于生成乙醇和醋酸鹽，一種用于生成乙烯，第三種用于生成丙醇。而在多晶Cu催化劑以及單晶（100）和（111）銅表面，均未發現以上現象。

　　2. 發現產物選擇性關鍵指標

　　通過對產物的同位素組成進行分析，研究人員認為，*COOH的吸附能可能是特性活性位點產物選擇性的關鍵指標。

圖4. 不同活性位還原示意圖