综述：局部碱性微环境调控策略在多种电催化应用中的研究

这篇综述系统阐述了通过构建局部碱性微环境（Localized Alkaline Microenvironment）突破传统碱性电催化体系局限的创新策略，重点解析了其动态调控OH-空间分布的界面工程机制（如Lewis酸层限域、静电域策略），在能源转化（HER、CO2RR）、水软化及抗菌应用中显著提升催化活性（如400 mA cm-2电流密度）、选择性和稳定性，为绿色催化技术提供新范式。

　　

局部碱性微环境：电催化领域的界面革命

形成机制与核心优势
局部碱性微环境的本质是通过催化剂表面设计（如Cr₂O₃-CoO_x的Lewis酸层）或电化学过程，在电极-电解质界面构建动态高pH微区，同时保持整体电解液中性。这种空间限域效应通过抑制OH^-扩散实现靶向富集，从热力学上优化反应能垒，动力学上加速质子耦合电子转移（PCET）。相较于传统碱性体系，其核心突破在于解耦全局电解质条件与界面反应微区，避免材料腐蚀、副反应（如氯酸盐生成）和贵金属依赖。

能源转化与化学合成应用
在氢析出反应（HER）中，局部碱性微环境使中性海水电解的电流密度提升至400 mA cm^-2，并抑制氯离子腐蚀；CO₂还原反应（CO₂RR）中，碳层静电域策略促进C-C耦合，将乙烯法拉第效率推至70%以上。这些案例揭示了微环境调控对多电子反应路径的选择性控制。

水软化与抗菌创新
水处理领域通过碳毡空间分离OH^-生成与结晶步骤，实现无阴极结垢的硬度离子去除；抗菌应用中，局部高pH精准破坏微生物膜结构，同时避免强碱对处理系统的侵蚀。

未来挑战与机遇
当前研究需突破原位机理表征技术（如operando光谱）、机器学习辅助催化剂设计，并拓展至生物电合成等新兴领域。这一策略为发展可持续能源与环境技术提供了原子尺度的调控新维度。