在原子级精确Cu簇上调节CO2电还原活性和选择性

铜（Cu）基纳米团簇（NCs）因其丰富和高反应性而成为电催化CO₂还原反应（CO₂RR）的理想催化剂。特别是，原子级精确的CU簇可以提供一个理想的平台，用于在原子水平上关联结构和催化行为。然而，由于合成方面的挑战，仍然缺乏对具有明确组成和结构的Cu簇异构体（包含相同数量的金属原子）用于电催化CO₂RR的系统比较研究。on>

基于此，郑州大学臧双全教授和王锐（共同通讯作者）等人报道了一系列具有不同内核结构和外围配体的结构精确的Cu₈团簇异构体（Cu₈-1簇、Cu₈-2和Cu₈-3簇），并研究其用于CO₂还原的性能。

其中，Cu₈-1团簇具有立方体内核结构，表明配体为9H-carbazole-9-carbodithioate；Cu₈-2和Cu₈-3团簇具有双四面体内核结构，表面配体分别为9H-carbazole-9-carbodithioate或O-ethyl carbonodithioate和^tBuSH。电催化测量表明，对于具有不同内核堆积和表面结构的Cu₈团簇，在催化CO₂RR的活性和选择性方面存在显著差异。

双四面体形Cu₈-2在-1.0 V vs. RHE下将CO₂转化为甲酸（HCOOH）的法拉第效率（FE）约为92%，并且比立方体形Cu₈-1团簇具有更高的选择性。

密度泛函理论（DFT）计算研究表明，在各自的内核形Cu₈团簇上与析氢反应（HER）具有不同程度的竞争性，以及在高二四面体形Cu₈团簇上形成的吸附HCOO*中间体的自由能降低，从而形成了具有较高的CO₂RR活性和选择性。该工作提供了一种通过在原子精确水平上定制内核堆积和表面配体来定制Cu团簇，以实现高活性和选择性的CO₂RR。

Mediating CO₂ Electroreduction Activity and Selectivity over Atomically Precise Copper Cluster. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202205626.

https://doi.org/10.1002/anie.202205626.

郑大Angew：在原子级精确Cu簇上调节CO2电还原活性和选择性

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