該工作系統(tǒng)總結(jié)了近些年來(lái)Cu基雙金屬電催化劑用于CO2還原的研究進(jìn)展。題目：Bimetallic Cu-Based Electrocatalysts for CO2 Reduction
由于化石燃料的大量消耗，近些年來(lái)大氣中二氧化碳濃度不斷增加。由此帶來(lái)的一系列嚴(yán)重挑戰(zhàn)，如能源危機(jī)、氣候變化和海洋酸化等，正在危害著人們所依賴(lài)的環(huán)境。在這樣的背景下，全球科學(xué)家正在不斷地努力探索減少二氧化碳排放以及解決能源危機(jī)的方法。電催化CO2還原技術(shù)在眾多CO2轉(zhuǎn)換技術(shù)中脫穎而出，其既改善CO2濃度又可以將CO2轉(zhuǎn)化為能源和化工原料的方式，正在受到越來(lái)越多科學(xué)家的關(guān)注。然而受限于CO2在水電解質(zhì)中的低溶解度、不可避免的析氫競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)和緩慢的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等因素，電催化CO2還原技術(shù)在工業(yè)化道路上仍受到很大阻礙。因此，探索具有高電流密度和產(chǎn)物選擇性的高效催化劑已引起學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。 （1）按照雙金屬中異質(zhì)金屬元素的不同，系統(tǒng)總結(jié)了近些年來(lái)Cu基雙金屬催化劑的研究進(jìn)展。Sn、Ag、Au、Pd和In等金屬作為Cu雙金屬催化劑中最常引入的元素，其每種金屬在催化劑中的作用各不相同。根據(jù)雙金屬催化劑中雜原子的類(lèi)型，我們將Cu基雙金屬催化劑劃分為不同的章節(jié)，并且詳細(xì)討論了不同金屬與銅之間的結(jié)合，以調(diào)節(jié)電催化CO2還原的活性和選擇性。在每一章節(jié)內(nèi)，根據(jù)主要產(chǎn)物的不同，詳細(xì)介紹提高相應(yīng)產(chǎn)物的方法。（2）從實(shí)驗(yàn)和理論的角度理解Cu基雙金屬催化劑在催化CO2還原過(guò)程中的本質(zhì)，為設(shè)計(jì)高效電催化CO2還原催化劑提供指導(dǎo)。從原子和分子的角度，采用實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算，深入探討了Cu基雙金屬催化劑中異質(zhì)金屬在Cu基雙金屬催化劑中的作用，本文詳細(xì)介紹了組份效應(yīng)和形貌調(diào)控兩種調(diào)節(jié)電催化CO2還原選擇性和活性的方法，為設(shè)計(jì)新型高效Cu基雙金屬電催化劑提供指導(dǎo)。Cu作為CO2電催化還原唯一可以得到多碳產(chǎn)物的催化劑，其反應(yīng)路徑以及機(jī)理十分復(fù)雜。微量的異質(zhì)金屬引入都可以顯著地影響Cu基雙金屬催化劑的活性和選擇性。我們?cè)谡硐嚓P(guān)研究論文的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有時(shí)相同的金屬引入到Cu催化劑中，僅僅是因?yàn)椴煌囊敕椒?，可能得到完全不同的選擇性。因此對(duì)于Cu基雙金屬催化劑的理解和活性位點(diǎn)的識(shí)別十分重要。當(dāng)前，對(duì)于電催化CO2還原最多只能得到C3或者C4的產(chǎn)物，而且其效率十分低下。設(shè)計(jì)雙金屬催化劑甚至三元金屬催化劑并且調(diào)控各個(gè)金屬的活性位點(diǎn)，是得到高選擇性的多碳產(chǎn)物的有效途徑。在CO2還原到多碳產(chǎn)物這一步驟復(fù)雜的過(guò)程中，采取多元金屬體系中的金屬活性位點(diǎn)依次完成各個(gè)步驟的反應(yīng)的策略，從而構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)催化過(guò)程以得到具有高附加值的產(chǎn)物顯得尤為可行。但設(shè)計(jì)得到這種多元催化劑需要從原子或者分子層次去精確控制各個(gè)金屬原子的位點(diǎn)，這對(duì)于當(dāng)前的技術(shù)來(lái)說(shuō)還顯得十分困難，因此需要更多的研究者深入研究。范科，大連理工大學(xué)精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，副教授。長(zhǎng)期從事納米材料和（光）電催化能源轉(zhuǎn)換研究，已在Nature Communications、Angewandte Chemie和ACS Nano等期刊上發(fā)表SCI論文70余篇，ESI高被引5篇，并是Nature Communications、Angewandte Chemie、Advanced Materials和Chinese Journal of Catalysis等30多種期刊獨(dú)立審稿人。獲湖北省優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)，入選湖北省楚天學(xué)子和大連市高層次人才青年才俊人才層次。主持和參與國(guó)家自然科學(xué)基金和省部級(jí)基金項(xiàng)目多項(xiàng)。
Yufei Jia, Fei Li, Ke Fan*, and Licheng Sun. Bimetallic Cu-Based Electrocatalysts for CO2 Reduction[J]. Advanced Powder Materials.DOI: 10.1016/j.apmate.2021.10.003https://pan.baidu.com/s/1qxwr1pPgcHUGEBcjTIbnEg
