铜纳米催化剂是驱动电化学CO₂还原反应 (CO₂RR) 最有希望的候选材料之一。然而，这种催化剂在运行过程中的稳定性不是最佳的，改善催化剂行为的这方面仍然是一个挑战。

在这里，洛桑联邦理工学院Raffaella Buonsanti合成了一种结构精准且可调谐的CuGa纳米粒子 (NPs)，并证明将Cu与Ga合金化可显着提高纳米催化剂的稳定性。

文章要点

1）研究发现 CuGa NPs 含有17 at.%Ga保留其大部分CO₂RR活性至少20小时，而相同大小的Cu NPs在 2小时内重建并失去其CO₂RR活性。

2）各种表征技术，包括X射线光电子能谱和原位X射线吸收光谱，表明添加Ga会抑制 Cu 在开路电位 (ocp) 下的氧化，并在Ga和Cu之间引起显着的电子相互作用。研究人员解释了由于Ga较高的亲氧性和较低的电负性而观察到的Cu稳定性，这降低了Cu在ocp处氧化的倾向并增强了合金纳米催化剂中的键合强度。

3）除了解决CO₂RR中的一个主要挑战外，本研究还提出了一种生成在还原反应环境下稳定的NP的策略。

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Valery Okatenko, et al, Alloying as a Strategy to Boost the Stability of Copper Nanocatalysts, during the Electrochemical CO2 Reduction Reaction, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13437

https://doi.org/10.1021/jacs.2c13437