铜基材料电催化二氧化碳还原反应的研究进展

利用可再生能源将CO2转化为具有高附加值的产品是助力"碳中和"目标的有效途径.电化学CO2还原反应(CO2RR)因其独特的优势被认为是碳资源循环利用的重要方向,设计和合成高性能的催化剂对于发展电化学CO2还原反应具有重要意义.在众多金属催化剂中,金属Cu催化剂是唯一具有负*CO吸附能和正*H吸附能的金属催化剂,能够将CO2转化成多种不同经济产物,包括一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、甲酸(HCOOH)等碳一(C1)产物,以及乙烯(C2H4)和乙醇(CH3CH2OH)等碳二(C2)产物,成为了电化学CO2还原反应研究中的重要研究体系.本文综述了近年来Cu基催化剂在电催化CO2还原反应中取得的进展,详细介绍了CO2电化学还原反应中Cu基催化剂的设计策略,着重对金属Cu的尺寸效应、晶面效应、配体效应,以及合金效应、串联催化和Cu-金属有机骨架(MOF)等方面进行了总结,最后指出了在CO2电化学还原领域中Cu基催化剂的其他设计策略,并展望了未来的发展趋势.