电催化二氧化碳还原的铜基催化剂设计与反应机理研究进展

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利用电催化技术,并通过阴极区的还原反应将CO2转化为高能化学品是解决温室效应、实现人工碳循环的有力途径。与其他金属催化剂相比,Cu基催化剂因能生成多碳产物而备受关注,但其缺点是对产物的选择性差。因此,近年来研究者致力于探究Cu基催化剂在反应过程中的C-C偶联机制及影响因素,并对Cu基催化剂进行针对性的结构设计和实验合成。本文总结了Cu基电极上电催化CO2还原反应(CO2RR)的基本原理;总结了影响电催化CO2RR的关键因素(电催化反应器、pH值、压力和温度、CO2的流速与浓度);回顾了针对Cu基催化剂改性的相关策略(合金化、纳米结构改性、杂原子掺杂、亲/疏水性、单原子催化剂);最后,展望了当前电催化CO2RR的Cu基催化剂领域的机遇与挑战,以期为今后开展相关研究提供有价值的思路。
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