韩布兴院士团队，新发Nature子刊！

通过电化学CO₂还原反应（CO₂RR）高效生产C₂⁺醇类化合物具有重要意义。然而，由于存在与乙烯（C₂H₄）生成相关的竞争性C₂⁺路径，CO₂RR向C₂⁺醇类的转化通常面临选择性和电流密度较低的问题。

2025年3月13日，中国科学院化学研究所朱庆宫、韩布兴在国际顶级期刊Nature Synthesis上发表题为《Electrocatalytic CO₂ hydrogenation to C₂⁺ alcohols catalysed by Pr–Cu oxide heterointerfaces》的研究论文。

在此，研究团队报道了一种逐步沉淀和逐步煅烧的策略，用于构建Pr-Cu氧化物异质界面（Pr₆O₁₁-Cu-SS），该结构可以高效地将CO₂RR转化为C₂⁺醇类。

Pr₆O₁₁-Cu-SS对C₂⁺醇类表现出高的生产率和法拉第效率（FE）。在-1.08 V电位下，C₂⁺醇类的电流密度和FE分别达到了700 mA cm^-2和71.3%，其中乙醇和正丙醇的FE分别为58.6%和12.7%；在此条件下C₂⁺醇类/C₂H₄的比例高达12:1。

实验和理论研究表明，催化剂的高效性能归因于Pr₆O₁₁-Cu-SS中存在的Pr⁴⁺/Pr³⁺结构，该结构能够通过独特的Pr-O-Cu键有效稳定Cu^δ+/Cu⁰，并形成稳定的氧化物异质界面。随后，*CO的吸附强度和吸附类型在异质界面上发生改变，形成了混合吸附构型，从而诱导非对称的碳-碳偶联和选择性加氢-脱氧反应，以促进C₂⁺醇类的生成。

图1：催化剂的合成及形貌分析

图2：电化学CO₂RR性能测试

图3：（原位）光谱表征

Liu, J., Li, P., Jia, S. et al. Electrocatalytic CO₂ hydrogenation to C₂⁺ alcohols catalysed by Pr–Cu oxide heterointerfaces. Nat. Synth. (2025). https://doi.org/10.1038/s44160-025-00752-4.