利用可再生能源电解二氧化碳（co2）生产高附加值化学品，是实现碳资源高效利用的关键。多碳醇因其高能量密度和与现有能源基础设施的良好兼容性，在清洁能源储存和化工原料领域极具潜力。然而，电催化co2还原制备多碳醇面临挑战：c-c键偶联和c-o键断裂的竞争反应导致产物选择性低，高电流密度下中间体脱附失控，以及催化剂稳定性差，限制了其规模化应用。因此，开发高选择性、高效率的多碳醇电催化剂至关重要。
中国科学院化学研究所韩布兴/朱庆宫团队长期致力于CO2电催化还原研究。近期，他们利用稀土元素独特的4f电子轨道特性，精准调控邻近铜（Cu）原子电子密度，构建了具有动态自修复功能的催化界面，实现了高电流密度下CO2高效转化为多碳醇。
团队采用分步沉淀-煅烧法，制备出具有微观结构缺陷的稀土（如镨，Pr）掺杂铜基复合催化剂，在原子尺度上构建了高效的不对称活性位点。该催化剂在700 mA cm-2工业级电流密度下，多碳醇选择性高达71.3%，多碳醇与乙烯产物比例达到12:1，单程碳转化效率为44.8%。原位表征和理论计算表明，Pr-O-Cu键合作用形成的动态自修复异质界面，能够有效调控*CO吸附构型，诱导不对称C-C偶联路径，稳定醇类中间体，从而显著提高多碳醇选择性。
这项研究为设计高效CO2还原催化剂提供了新思路，也拓展了稀土基催化剂在电催化领域的应用前景。
相关研究成果已发表在《自然-合成》（Nature Synthesis）期刊上。该研究得到了国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院和北京分子科学国家研究中心的资助。
以上就是中国科学院团队在二氧化碳电催化还原研究取得进展的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！
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