纳米材料的结构工程为开发高性能催化催化剂提供了一种有前景的方法。然而，用非常规相对热力学不利的纳米结构进行精细调节仍然是一个挑战。

在这里，香港城市大学张华教授报道了具有六方密堆积（2H型）/面心立方（fcc）异相、高折射率面、平面缺陷（例如堆垛层错、孪晶界和晶界）的分级AuCu纳米结构的合成，以及可调的铜含量。

文章要点

1）所获得的2H/fcc Au₉₉Cu₁分级纳米片在电催化CO₂还原生成CO方面表现出优异的性能，优于2H/fcc Au₉₁Cu₉和fcc Au₉₉Cu₁。实验结果，特别是通过原位微分电化学质谱和衰减全反射傅里叶变换红外光谱获得的实验结果表明，2H/fcc Au₉₉Cu₁ 的催化性能增强源于非常规的 2H/fcc 异相、高折射率面、平面缺陷和适当的 Cu 合金化。

2）令人印象深刻的是，2H/fcc Au₉₉Cu₁ 在工业电流密度为 300 mA cm^-2 和 500 mA cm^-2 时表现出 CO 法拉第效率分别为 96.6% 和 92.6%，并且具有良好的耐用性，使其跻身最佳 CO₂ 还原电催化剂之列用于二氧化碳生产。

基于纳米材料相工程（PEN）的原子结构调控为合理设计和制备用于各种催化应用的高性能电催化剂提供了途径。

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Xichen Zhou, et al, Synthesis of 2H/fcc-Heterophase AuCu Nanostructures for Highly Efficient Electrochemical CO₂ Reduction at Industrial Current Densities, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304414

https://doi.org/10.1002/adma.202304414