铜纳米催化剂是驱动电化学CO2还原反应（CO2RR）的催化剂之一。然而，这种催化剂在操作期间的稳定性较差，因此，改善催化剂性能的这一方面仍极具挑战性。近日，洛桑联邦理工学院Raffaella Buonsanti报道了提高铜纳米催化剂在电化学CO2还原反应中稳定性的合金化策略。
本文要点：
1) 作者合成了结构可调谐的CuGa纳米颗粒（NP），并证明了Cu与Ga的合金化可以显著提高纳米催化剂的稳定性。作者发现含有17at.%Ga的CuGa NP在20小时内保留了其大部分CO2RR活性，而相同尺寸的Cu NP在2小时内便失去其CO2RR的活性，表明Ga的添加可以抑制开路电位（ocp）下的Cu氧化，并诱导Ga和Cu之间的电子相互作用。
2) 作者解释了Ga对Cu的稳定作用，并降低了Cu在ocp处氧化的倾向性，以及增强了合金化纳米催化剂中的结合强度。除了解决CO2RR中的一个主要挑战外，该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 JACS 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c13437
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13437
