电催化CO2还原是一种非常有前途的储存间歇性可再生能源和实现碳闭环的策略。离子液体由于具有优异的CO2溶解性和便于调节等特点，被广泛应用于电解质工程中，以优化CO2电还原性能。同时，在固体催化剂上形成疏水离子液体(HIL)层的概念已被广泛应用于增强氧还原反应，通过附着的离子液体可以操纵催化剂表面的电子结构和微环境。负载在催化剂表面上的薄HIL层避免了它们用作块状电解质相关的问题，如高粘度和成本。而且，具有松散结合的阴、阳离子的粘附离子液体分子有望结合分子修饰策略和电解质阳离子效应的优点。然而，只有少数研究人员将这种策略应用于CO2电还原为C2+产物，并且这些有限的研究主要集中在低电流密度下。因此，目前迫切需要研究清楚离子液体工程在安培级电流密度下对CO2还原的影响，以促进有效的C2+生产。近日，中国科学技术大学谢毅、孙永福和张宏俊等首次提出了疏水性离子液体层来增加电化学表面电荷和逆转*CO中间体的吸附构型，旨在安培电流密度下实现高选择性的CO2电还原生成C2+产物。作为模型催化剂，通过原位电还原HIL工程CuO多孔纳米颗粒前体，成功构建了HIL工程氧化物衍生的Cu多孔纳米颗粒，并且材料表面有平均厚度为4.5 nm的HIL的均匀粘附。同时，基于HIL独特的超微孔特性，采用正电子湮没寿命谱(PALS)进一步证实了HIL对Cu纳米粒子的成功改性。阶梯电位电化学阻抗谱(SPEIS)研究表明，HIL可以有效地提高材料的双层电容和表面电荷密度，有利于CO2还原活性的提高。此外，原位拉曼和原位ATR-SEIRAS光谱表明，粘附的HIL增强了*CO的覆盖，促进了*COtop的吸附。特别是CO吸附构型转变为单顶吸附态，HFB/(HFB+LFB)的峰面积比增加了5.8倍，促进了CO-CO的耦合。此外，原位ATR-SEIRAS显示*CO二聚为*OCCO，然后氢化为*OCCOH。Bader电荷依赖性能分析和理论计算表明，粘附的HIL通过电子捐赠有效地稳定了*CO中间体，特别是将*COtop吸附能从-0.38降低到-1.42 eV，从而有利于*COtop+*COtop的二聚化。基于这些优点，HIL修饰的氧化物多孔纳米Cu粒子的C2+-C1选择性比提高了6倍，在电流密度为800mA cm-2时，C2+法拉第效率达到85.1%，生成速率达到2512 μmol h-1 cm-2，超过了大多数已报道的Cu基催化剂。总之，该项工作阐明了粘附疏水离子液体层对CO2电还原为C2+产物的调控机理，也为设计用于提高CO2电还原性能的催化剂提供了新的策略。Hydrophobic ionic liquid engineering for reversing CO intermediate configuration toward ampere-level CO2 electroreduction to C2+ products. Journal of the American Chemical Society, 2025.DOI: 10.1021/jacs.4c18508谢毅，中国科学院院士，博士生导师。1988年7月毕业于厦门大学化学系，1996年5月于中国科学技术大学获博士学位并留校任教。现中国科学技术大学化学系、合肥微尺度物质科学国家实验室纳米材料与化学研究部教授、博士生导师、教育部第三批长江特聘教授，国家杰出青年基金获得者。近十年来聚焦低维固体中的电子结构、声子结构的调控及其在能量转化中的应用，丰富和发展了纳米固体化学，如建立了制备二维超薄材料的普适方法，解决了其精确结构表征上的困难，率先发现了二维超薄结构特殊电子态的基本规律，并阐明了其在光电催化及热电转换等重要能量转换中的清晰构效关系，为相关领域的新材料设计提供物质基础，相关成果曾入选《中国科学十大进展》及两次入选《中国科学院重大科技基础设施重大成果》。以上相关工作以通讯作者身份包括Nature及子刊10余篇，化学顶级三大刊(JACS、Angew.、AM)80余篇在内的SCI论文330多篇，被SCI引用超过35000次，个人H因子104，其中超过60篇论文被选为Top 1% ISI高被引论文。连续入选Clarivate全球高被引科学家榜单和Elsevier中国高被引学者榜单。孙永福，中国科学技术大学教授，博士生导师。多年来一直从事二维超薄无机材料的精准制备、精细结构解析及其光/电催化还原二氧化碳研究。相关研究成果已经在Nature、Nat. Energy、Nat. Commun.、Chem. Soc. Rev.、Acc. Chem. Res.、JACS、Angew.、AM、Joule、Natl. Sci. Rev.、Sci. China Chem.等国内外期刊上发表80余篇论文，论文他引超10000次。相关成果入选2016年《中国科学十大进展》和2012年度《中国科学院重大科技基础设施重大成果》，受邀参加2021年国家“十三五”科技创新成就展。【高端测试，找华算】🏅同步辐射 全球机时，三代光源，随寄随测！最快一周出结果，保证数据质量！
