《中国科学报》华东理工大学揭示二氧化碳电还原催化剂变化机制

本报讯（记者 黄辛）华东理工大学化工学院教授李春忠团队利用多尺度的原位表征技术，系统揭示了二氧化碳电还原过程中催化剂的结构演变和真实催化活性相。相关成果近日在线发表于《国家科学评论》。

将二氧化碳还原为有价值的化学品或燃料被认为是一种合理利用碳资源，实现碳循环并缓解温室气体问题的有效方法，因而，二氧化碳电还原被认为是利用可再生电力的一种有前景的途径，设计合理高效的催化剂成为其中的关键。然而，如何动态检测电催化剂的结构演变以及催化剂的真实活性相，对研究者来说仍是一个难点。

研究人员利用环氧丙烷辅助水解的方法，制备了具有丰富界面结构的二氧化铈负载的氯化氧铋预催化剂，通过电镜表征技术证明其具有明显的界面结构；通过原位X射线衍射、原位拉曼光谱、原位同步辐射X射线吸收光谱等多尺度的原位表征技术，系统证实了在真实二氧化碳电还原条件下，催化剂的结构演变以及真实催化活性相。同时，研究人员还探究了催化剂的催化性能，发现重构衍生的氧化铈负载的金属铋具有金属/氧化物界面，其催化性能明显优于对比样，且表现出优异的选择性和稳定性。

这项工作为研究催化剂在真实催化条件下的结构演变和活性来源提供了理论依据，为今后催化剂的结构设计和催化机理研究提供了新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa187

《中国科学报》(2020-10-09 第4版 综合)