内大曾尚红/刘粉荣/吴进芳Appl. Catal. B.：最高值！揭示Cu/CeO2催化剂上电催化CO2还原为CH4的反应途径

通过实验确定电催化还原CO₂的反应机理在铜（Cu）基催化剂上仍然遥不可及，这限制了其向工业化应用的进展。

基于此，内蒙古大学曾尚红教授、刘粉荣副教授和吴进芳副教授（共同通讯作者）等人报道了以Cu/CeO₂催化剂为研究范例，探索了CO₂还原反应（CO₂RR）过程中反应中间体和反应途径。据所知，在Cu/CeO₂催化剂上直接获 CO₂RR机制是有限且具有挑战性的。

内大曾尚红/刘粉荣/吴进芳Appl. Catal. B.：最高值！揭示Cu/CeO2催化剂上电催化CO2还原为CH4的反应途径

作者合成了不同形貌的Cu/CeO₂催化剂，发现纳米棒Cu/CeO₂催化剂对CO₂转化为甲烷（CH₄）表现出高选择性，对CH₄的法拉第效率（FE）可以达到49.3%，转化频率（TOF）约为8000 h^-1，这是已报道的合成CH4中催化剂的周转频率最高。

通过详细研究表明，纳米棒Cu/CeO₂具有最大的电化学活性表面积、更高比例的O空位以及更好的CO₂吸附和活化能力，这些化学性质共同促成了其高活性。

通过密度泛函理论（DFT）计算表明，在CeO₂中掺杂Cu可以显着降低*CO₂→*COOH的反应能垒，将反应路径从*CHOH→*CH₂OH转变为*CHOH→*CH，有效提高CO₂电还原的催化性能，准原位ATR-FTIR和原位DRIFTS 验证反应途径中相关中间体的存在。

这些发现表明在理解电催化CO₂还原中Cu/CeO₂催化剂的反应机理方面取得的重要进展。

Unveiling the Reaction Pathway on Cu/CeO₂ Catalyst for Electrocatalytic CO₂ Reduction to CH₄. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120951.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120951.

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