厦大汪骋Nano Research：金属有机层在电催化CO2还原中诱导Cu表面的原位纳米结构

铜（Cu）基催化剂因其电催化还原CO₂生成多种产物的能力而受到广泛关注，其中Cu的表面改性已成为调整催化性能的有趣方法。基于此，厦门大学汪骋教授（通讯作者）等人报道使用锆（Zr）-基金属有机层（metal-organic layers, MOLs）作为Cu表面的添加剂，与未处理的多晶铜箔相比，CH₄的法拉第效率提高了两倍。

在文中，作者合成了两种Zr-MOLs，分别是Zr-BTB-MOL和Zr-TPY-MOL。这两种Zr-MOLs具有相同的二级结构单元（SBU），即[Zr₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄(HCO₂)₆]。为了排除在电解中封端甲酸酯基团的影响，通过在90 °C下在1 M HCl中搅拌合成了用水和羟基取代封端甲酸酯的Zr-BTB-MOLOH。为了进一步探索Zr₆ SBU的功能，作者序合成了Zr₆-HCOOH簇和Zr₆-BzOH簇。

此外，作者通过扫描电子显微镜（SEM）、掠入射X射线衍射（GIXRD）和线性扫描伏安法（LSV）测量相结合的方法，发现MOLs在电解过程中可在几秒钟内诱导Cu箔表面的原位纳米结构，而这些表面变化是产品选择性变化的原因。

对照实验表明，MOL中Zr簇上带负电的μ₃-O^–可能与CO覆盖的Cu表面相互作用并诱导粗化和纳米结构化。该工作揭示了添加剂在Cu上的潜在作用，以诱导调节催化活性和选择性的表面纳米结构。

Metal-organic layers induce in situ nano-structuring of Cu surface in electrocatalytic CO₂ reduction. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4461-9.

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