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　　近日，电子科技大学材料与能源学院夏川教授团队在Nature Communications上发表了题为“Selective CO₂ electrolysis to CO using isolated antimony alloyed copper”的论文。博士生（联合培养）李嘉伟、硕士生曾洪亮为论文共同第一作者，夏川教授为论文通讯作者，电子科技大学材料与能源学院为论文第一署名单位。

图1:Sb1Cu单原子合金催化剂的结构表征

　　利用可再生电能将CO₂转化为CO是实现可持续制备化学品的重要步骤，但经济地大规模进行电化学CO₂还原仍然具有挑战，这是因为通常电催化CO₂转化为CO需要使用Au、Ag等贵金属作为催化剂。Cu是具有工业量级CO₂电化学还原的潜力催化剂，但是通常C-C偶联反应步骤将耗尽Cu催化剂的表面CO*中间体物种，因此限制生成CO的反应动力学速率，并且生成许多烃类和含氧物种。

图 2: Sb1Cu单原子合金催化剂的CO₂还原性能

　　将第二种金属孤立地合金化到Cu中制备单原子合金催化剂可以调控Cu的电子态，改变其CO₂还原产物分布。夏川教授团队基于此策略成功构筑了Pb1Cu单原子合金改变Cu基催化剂CO₂还原反应路径并高效制备纯甲酸（Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 1386-1393）。基于此，他们提出了将Sb引入Cu构筑具有孤立Sb-Cu界面的Pb1Cu单原子合金催化剂。经过优化后的Pb1Cu-5催化剂的最高CO法拉第效率（FECO）超过95%。在-500 mA cm−2时，FECO仍超过90%，且多碳产物可以忽略不计。原位光谱测量和密度泛函理论计算结果表明，Cu中的Sb-Cu原子界面促进了CO₂的吸附/活化，削弱了CO*的结合强度，从而提高了CO₂还原到CO的活性和选择性。这一工作为CO₂还原生成单一产物的Cu基催化剂设计提供了新的思路。

 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-35960-z