用于{attr}3221{/attr}2还原反应(CO2RR)的所有催化剂中，Cu是唯一能够将CO2转化为大量碳氢化合物和含氧化合物的金属。虽然氧化处理可以提高铜催化形成含氧化合物和碳氢化合物的效率，但含氧物质对Cu催化剂的作用仍不清晰，阻碍了进一步利用这种方法来获得更具活性和选择性的铜催化剂。基于此，清华大学陆奇、北京大学徐冰君和台湾成功大学郑沐政等通过试验和计算，证明含氧物质不仅能够提高CO2RR的速率，而且还能调整某些产品的选择性。在CO2RR过程中，研究人员通过加入H2O2进行共电解，多晶铜箔上的CH4的形成速率提高了200倍以上，而多碳化合物的提高则受到了限制。原位表面增强拉曼光谱(SERS)研究表明，在CO2RR期间，电解质中存在H2O2能够稳定拉曼非活性部分氧化的Cu物质，这可能是选择性增强CH4产生的原因。
ReaxFF分子动力学(ReaxFF MD)模拟和密度泛函理论(DFT)计算揭示了这种Cu表面氧化物物质在CH4生产中的存在和有利作用，在Cu上引入含氧物质不仅有可能显着提高CO2RR的总体速率，而且可以调整特定产物的选择性。因此，在CO2RR中可控地引入稳定的部分氧化的Cu结构可能是一种有效的催化剂设计策略。Selective Enhancement of Methane Formation in Electrochemical CO2 Reduction Enabled by a Raman-Inactive Oxygen-Containing Species on Cu. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c00087
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