Chem. Eng. J.：Bi/Sn双金属电极用于CO₂的高性能电化学还原成甲酸盐

基于此，天津大学刘佳等人通过简单快速的电沉积策略将双金属铋和锡沉积在铜网上，研究发现Bi₅Sn₆₀电极（铋沉积时间为5分钟，锡沉积时间为60分钟）表现出优异的催化活性，法拉第效率高达94.8%，在-1.0 V时，CO的部分电流密度为34.0 mA cm^-2。它表现出634.3 μmol cm^-2 h^-1的甲酸盐产率，其性能优于大多数报道的电催化剂。

原因在于该电极的松针状树枝状结构可以提供相当大的表面积和大量的活性位点，金属氧化物/金属亚稳态界面有利于稳定CO₂^•-中间体并抑制析氢反应（HER）过程。此外，优化的电子结构加强与OCHO^•中间体相关的路径，从而促进了CO₂向甲酸盐的转化。该研究为调节双金属催化剂的电子结构用于CO₂ER开辟了一条新途径。

Fabrication of Bi/Sn bimetallic electrode for high-performance electrochemical reduction of carbon dioxide to formate. Chem. Eng. J., 2021.

Small：硼掺杂剂诱导富电子铋用于电化学CO₂还原，具有高太阳能转换效率

Appl. Catal. B.：使用2 nm氧化锡纳米粒子将CO₂连续电化学还原为甲酸盐

基于此，索邦大学Carlos M.Sánchez-Sánchez等人通过无模板且简便的水热微波辅助方法合成的结晶和高比表面积SnO₂ NPs（平均直径为2.4 nm），可作为在流动电解槽内高电流密度连续CO₂RR生产甲酸盐的电催化剂。在300 mA cm^-2下以44.9%的法拉第效率实现了27 g L^-1的最大甲酸盐浓度值，操作长达10小时依旧非常稳定。这是迄今为止在等效条件下使用流动电解槽和阴极电解液的Sn基电催化剂报道的最高甲酸盐浓度值。

Nat. Commun.：准石墨碳壳诱导的Cu限制促进电催化CO₂还原为C₂₊产物

基于此，韩国首尔国立大学Gun-Do Lee、大邱庆北科学技术学院Dae-Hyun Nam和韩国首尔国立大学Young-Chang Joo等人报道了一种重建免疫催化剂系统用于催化剂表面稳定，其中Cu纳米颗粒受到准石墨碳壳的保护。该碳壳层由CO (g) – CO₂ (g) – C (s)平衡控制的气固反应在Cu上外延生长，具有准石墨键合。准石墨碳壳包覆的Cu在CO₂还原反应过程中稳定，为合理的材料设计提供了平台。

通过掺杂p区元素可以进一步提高C₂₊产物的选择性，原因在于这些元素调节了Cu表面的电子结构及其结合特性，这会影响中间结合和CO二聚化。B改性的Cu在-0.55 V下获得了68.1%的C₂H₄法拉第效率和44.0%的C₂H₄阴极功率转换效率。而N改性的Cu在329.2 mA cm^-2的部分电流密度下具有82.3%的C₂₊选择性。其中具有表面稳定性和内部元素掺杂的准石墨碳壳层可以实现稳定的CO₂到C₂H₄ 转换超过180小时，并允许电催化剂在可再生能源转换中的实际应用。研究人员也通过实验和DFT计算的结合揭示了B和N掺杂的放大效应。这一发现为获得表面稳定催化剂以促进CO₂RR提高多碳产物选择性提供了新方法。

Quasi-graphitic carbon shell-induced Cu confinement promotes electrocatalytic CO₂ reduction toward C₂₊ products. Nat. Commun., 2021.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24105-9

Angew. Chem. Int. Ed.：通过重构的氨基功能化铟-有机骨架电催化剂将二氧化碳高效电化学还原为甲酸盐

基于此，华中科技大学夏宝玉报道了一种氨基功能化的铟有机框架用于电催化二氧化碳还原为甲酸盐。其固定化的表面氨基增强了二氧化碳的吸收和激活，稳定了活性中间体。尽管在电催化过程中功能化铟催化剂不可避免地还原和重建，但该功能化过程增强了催化转化为甲酸盐的能力。

Small：N、S配位能否促进CO₂RR中的单原子催化剂性能？Fe-N₂S₂-卟啉对比 Fe-N₄-卟啉

基于此，中国石油大学鲁效庆和魏淑贤等人以常规的铁卟啉（Fe-N₄-卟啉）为探针，将S原子引入N配位（Fe-N₂S₂-卟啉）对活性位点进行适当的电子结构优化。由于费米能级周围的额外轨道和丰富的Fe d_z² 被S取代后的轨道占据，N、S配位可以有效地调整SAC，从而促进CO₂RR过程中的中间体质子化。

在Fe-N₄-卟啉和Fe-N₂S₂-卟啉上系统地阐明了CO₂RR机制通过二、六和八电子途径生成C₁产物。Fe-N₄-卟啉产生最有利的HCOOH产物，极限电位为-0.70 V。Fe-N₂S₂-卟啉对HCOOH和CH₃OH表现出-0.38和-0.40 V的低极限电位，分别超过了大多数铜基催化剂和SACs。因此，N、S的配位协调作用可能为CO₂RR中的SAC提供较常规N更好的催化环境。这项工作证明了Fe-N₂S₂-卟啉是一种高性能的CO₂RR催化剂，并强调了N、S配位调节是微调高原子分散电催化剂的有效方法。

Small：硫酸根离子诱导的凹面多孔S、N共掺杂碳限制FeC_x纳米团簇

硫酸根离子诱导的凹面多孔S、N共掺杂碳限制FeC_x纳米团簇，具有 Fe-N₄位点，可在碱性和酸性介质中进行氧还原。目前用于氧还原反应（ORR）的催化剂中，铂基催化剂是活性最高的电催化剂，但其高成本和稀缺性阻碍了其大规模应用。因此，大量的工作已经在寻求高效率和低成本的非贵金属基催化剂。为了提高催化剂的催化活性，关键是增强活性位点的内在活性或增加可及活性位点的暴露。

基于此，武汉理工大学木士春和何大平等人设计了一种有效的Fe/S-NC氧还原电催化剂，它限制了大量 FeC_x纳米团簇与Fe-N₄位点位于凹形多孔S、N共掺杂碳基质中。原因在于硫酸根离子在高温下与源自ZIF-8的碳发生反应，导致碳骨架收缩，然后形成具有大量大孔和中孔的凹形结构，这种掺入S的凹面架构提供了更大的与电解质接触的面积，促进了活性位点的暴露并加速了远程传质。因此，具有大量CSC、Fe-N₄和FeC_x纳米团簇的催化剂（Fe/S-NC）表现出良好的ORR 活性和稳定性。

在碱性介质中，最佳催化剂（Fe/S₂-NC）的半波电位为0.91 V，远远超过商业铂碳（0.85 V），而在酸性介质中，半波电位达到0.784 V，与铂碳（0.812 V）相当。此外，对于锌空气电池而言，Fe/S₂-NC（170 mW cm^-2）优于铂碳（108 mW cm^-2）的出色峰值功率密度也凸显了其巨大的应用潜力。这种用硫酸根离子原位S掺杂和直接成孔的方法为开发和设计具有成本效益的非贵金属氧还原催化剂开辟了新的方向。

Sulfate ions induced concave porous S-N Co-doped carbon confined FeC_x nanoclusters with Fe-N₄ sites for efficient oxygen reduction in alkaline and acid media. Small, 2021.

ACS Catal.：CO₂在Ni-Zn金属间化合物催化剂上直接催化转化合成一元羧酸

研究人员发现在高达900°C的温度下煅烧过程中，Ni相互扩散进入ZnO相、Zn进入NiO相，还原过程中形成Ni-Zn金属相，产生了Ni-Zn金属间化合物/富锌Ni_xZn_yO催化剂。富锌Ni_xZn_yO相中的大量氧空位促进了CO₂的吸附，CO₂吸附物质（即碳酸盐、碳酸氢盐和甲酸盐）和气态CO的存在表明 RWGS反应将CO₂转化为CO，CO被氢化为甲酰基物质，然后成为表面吸附的(^*CH₃)_n物种。AA和PA是通过CO₂与表面吸附的(^*CH₃)_n物质直接C-C偶联产生的。CO₂转化率和一元羧酸选择性在运行中保持长达216小时，并且在长期稳定性测试期间保持Ni-Zn金属间化合物/富锌Ni_xZn_yO催化剂的形态和相结构，这表明Ni-Zn金属间化合物催化剂的稳健性。

Synthesis of monocarboxylic acids via direct CO₂ conversion over Ni-Zn intermetallic catalysts. ACS catal., 2021.