综述：有机单层保护的原子精确铜纳米团簇及其合金在电催化二氧化碳还原反应中的意义

这篇综述系统阐述了原子精确的铜纳米团簇(Cu-NCs)及其合金在电催化CO2还原反应(ECO2RR)中的独特优势，重点探讨了其分子级结构特性（量子限域效应、单分散性）与催化性能（C2产物选择性）的构效关系，并分析了配体类型、金属核结构、氢化物等关键影响因素，为设计高效碳中和技术提供了新思路。

　　

碳减排的纳米级解决方案：铜纳米团簇的催化革命

Abstract
面对全球CO₂浓度已达418 ppm的严峻形势，单层保护的金属纳米团簇(MNCs)因其原子级精确的结构特性（如量子限域效应、明确活性位点）成为ECO₂RR研究热点。其中铜基纳米团簇(Cu-NCs)因其独特能力——将CO₂转化为高附加值C₂烃类而备受瞩目。

Introduction
CO₂的惰性本质与多电子-质子转移过程使ECO₂RR面临选择性差（16种产物共存）和析氢反应(HER)竞争等挑战。与传统金属纳米颗粒(NPs)相比，Cu-NCs通过SC-XRD可解析的核壳结构（金属核+有机配体壳）实现了催化活性与结构的精准调控，其M_nL_m组成模式（n=10-300）为揭示构效关系提供了理想平台。

Carbon dioxide reduction products and mechanisms
ECO₂RR的质子耦合电子转移(PCET)过程受pH和电势严格调控。理论计算表明，Cu-NCs中金属核的几何构型（二十面体/面心立方）直接影响*COOH中间体的吸附能，而配体的电子效应可调节Cu活性位点的d带中心，从而控制C-C偶联步骤的选择性。

Role of atomically precise copper nanoclusters
实验证实三大突破性发现：1）含氢配体可稳定Cu-H中间体，促进CO₂加氢；2）异金属掺杂（如Ag@Cu）通过应变效应优化*CO覆盖率；3）五齿配体通过刚性配位模式抑制团簇解离。典型案例是Cu₂₉(SR)₂₁团簇在-0.8 V vs RHE时实现78%的乙醇选择性，其二十面体核结构通过DFT计算被证实有利于C-C偶联。

Conclusion and future perspectives
尽管Cu-NCs面临氧化稳定性差（Cu(II)/Cu(I) = 0.34 V）和配体易解离等挑战，但通过核壳工程、电解质优化（离子液体增强CO₂溶解度）和原位表征技术（operando XAFS）的联合应用，这类材料有望成为碳中和技术的关键组成部分。未来研究应聚焦于开发抗氧化的氮杂环卡宾配体体系，以及建立机器学习驱动的团簇设计数据库。