水裂解产生的*H可与Cu原子结合生成CuHx,进一步脱落,氧化并溶解在水中,形成阴极腐蚀,破坏Cu表面活性位点造成失活。疏水分子修饰可以削弱界面水从而降低*H覆盖度,有望抑制阴极腐蚀提高反应稳定性。但大部分工作集中在烷烃链修饰,其密集的排布导致界面水过度减少,并阻碍CO2接近催化剂表面,使得产物主要为HCOOH和CO。
近日,复旦大学郑耿锋课题组提出利用分子间距调控策略改变界面水,构建了甲苯修饰Cu实现高效稳定电还原CO2制备C2+产物。甲苯具备疏水性,可以削弱界面水,同时由于苯环之间的π-π相互作用,修饰在Cu表面的甲苯分子间距(5.1 Å)大于CO2(3.8 Å)和H2O宽度(2.5 Å),有利于反应所需水和CO2传输至Cu表面,在抑制阴极腐蚀的同时促进C-C偶联,稳定性可达400 h。



Zhengzheng Liu, Dr. Ximeng Lv, Dr. Shuyi Kong, Mingtai Liu, Kunhao Liu, Dr. Junbo Zhang, Bowen Wu, Dr. Quan Zhang, Prof. Yi Tang, Prof. Linping Qian, Prof. Lijuan Zhang, Prof. Gengfeng Zheng
文章的第一作者是复旦大学博士生刘铮铮
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202309319