本研究发现,在CuO纳米片上修饰Au纳米颗粒后,Au纳米颗粒可以精准调控CuO纳米片在失氧重构行为。原位XAS表征与分子动力学模拟结果表明,Au纳米颗粒的存在,可以阻碍表面Cu原子向(111)密堆积重排,并使得Au纳米颗粒附近形成无序度较高的不饱和配位Cu位点。DFT计算与原位Raman表征表明,这些Au纳米颗粒诱导形成的低配位Cu位点有利于CO吸附构型向桥式偏移,使得CO与C2中间体的偶联受到更小的空间位阻阻碍,有利于两者偶联,并最终将CO选择性电还原为丙醇。在优化工况条件下,可实现最高48%的正丙醇法拉第效率和124 mA/cm2的偏电流密度。该工作提供了一种引入第二元金属组分实现精准调控氧化物衍生催化剂重构行为的新策略,有望为材料表面重构行为研究提供新的研究范式和思路。
该工作得到国家自然科学基金(22072013, 22372027, C.C.; 22202034, C.L.; 12125202, X.S.; 22272020, H.L.)、中国博士后基金(2022M720657, C.L)、中科院先导计划(XDB36000000, X.S.),以及国家重点研发计划(2022YFA1203200, X.S.)资助;得到上海光源、合肥先进计算中心技术支持。