电子科大长三角研究院（湖州）董帆团队综述：铜基CO2电还原催化剂动态演变过程中的活性位点识别与调控

电子科技大学长三角研究院（湖州）董帆教授系统总结了用于CO₂电还原铜基催化剂动态演变的四个触发因素、三种典型活性位点理论以及三种基于活性位点的催化剂设计策略，旨在启发更多关于催化剂动态演变过程中的本征活性位点研究，为更加先进的CO₂电还原催化剂设计奠定基础。

迄今为止，铜基催化剂是能够将CO₂电化学还原为乙烯、乙醇和乙酸等高价值燃料或化学品的明星催化剂，受到了国内外研究者的广泛关注。然而，在施加外部电位条件下，铜基催化剂自身的不稳定性给本征催化活性位点的理解带来了严峻挑战。活性位点的识别与工程一直以来是催化反应机理研究的重点与难点，而且对活性位点的理解可以帮助设计更加先进的催化剂，有效提高催化反应效率。

最近，董帆教授和邓邦为副研究员系统总结了用于CO₂电还原铜基催化剂动态演变过程中的活性位点识别与调控。作者首先阐述了催化剂动态演变的四个触发因素，包括氧化诱导重构、电解液诱导重构、电位诱导重构和CO诱导重构；随后讨论了催化剂动态重构过程中三种典型的活性位点理论，包括晶面理论、晶界理论和铜化学价态理论；此外，基于上述活性位点理论，详细总结了目前最新的催化剂设计策略，包括电子结构调控、电位调控和局部催化环境调控。最后的总结和展望旨在启发更多关于催化剂动态演变过程中本征活性位点的研究，从而优化催化剂设计，进一步提高CO₂电催化还原性能。

详见：Bangwei Deng*, Xueyang Zhao, Yizhao Li, Ming Huang, Shihan Zhang, Fan Dong*. Active site identification and engineering during the dynamic evolution of catalysts for copper-based electrocatalytic CO₂ reduction. Sci. China Chem., 2022, DOI: 10.1007/s11426-022-1412-6.

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通讯作者简介

邓邦为，电子科技大学长三角研究院（湖州）副研究员。2019年6月毕业于中国科学院大学（导师：瞿美臻研究员、彭工厂副研究员），获工学博士学位。2019-2021在电子科技大学基础与前沿研究院从事博士后研究（导师：董帆教授）。2021年入职电子科技大学长三角研究院（湖州），主要研究方向为原位表面增强红外光谱（SEIRAS）和原位电化学拉曼（SERS）在环境与能源光/电催化中的应用，包括电催化CO₂还原、氮还原等。

董帆，电子科技大学基础与前沿研究院/长三角研究院（湖州）教授，博士生导师。2010年于浙江大学获博士学位。香港理工大学访问学者，国家杰出青年科学基金获得者。近年来，针对国家在碳中和、大气环境治理、环境监测、高性能传感材料与器件等方面的重大需求，主要开展光/电催化CO₂转化、环境与能源催化材料、碳监测、电化学分析和新型气体传感器等方面的应用基础研究和成果转化。

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