大连理工大学侯军刚教授等人近来制备了多孔硫改性的镉电催化剂，由双协同位点组成的杂化sp带能催化电化学CO2至CO，实现了选择性和活性的调控。相关成果发表在Advanced Energy Materials（DOI: 10.1002/aenm.202002499）上。 作者设计开发了一种简便的液相合成方法制备了多孔的硫改性的镉(P-Cd|S)结构，并能普适到一系列多孔单金属或双金属含硫电催化剂的制备。X射线光电子能谱和扩展X射线吸收精细结构光谱证明非晶态P-Cd|S结构由四配位的CdS4单元组成。相比于未修饰的镉金属，P-Cd|S具有较高的CO选择性，表明硫掺杂剂能够使得产物从甲酸到CO的转变。电化学测量表明，P-Cd|S在−0.80 V（相对于可逆氢电极）下达到89.8 mA cm-2的电流密度。活性的显著提高部分归因于独特的多孔结构，其有助于活性面积的提升，以及快速的传质。有限元仿真模拟表明多孔结构在很大程度上促进了局部pH的升高，促进了析氢副反应的抑制。原位拉曼、衰减全反射表面增加红外吸收光谱和X射线光电子能谱与理论计算的相结合共同揭示了镉阳离子和硫阴离子作为协同活性位点，促进了*COOH中间体的桥位吸附和CO的生成。投影态密度和分子轨道的计算表明，由共价杂化的镉5s、4p以及硫3p带使得电子从表面转移至CO2的空反键π*轨道，大大促进了二氧化碳自由基的生成以及中间体的稳定化。这项工作不仅为调控纳米材料的电子结构和二氧化碳还原产物的选择性提供了深刻的见解，并开发了一种简便的策略以制备高度多孔的电催化剂。