高熵策略调控活性金属位点电子态：超低掺杂0.1(PtMnFeCoNi)/TiO2催化剂增强CO氧化的机制研究

（编辑推荐）本研究通过高熵策略设计超低掺杂0.1(PtMnFeCoNi)/TiO2催化剂，揭示了活性金属位点电子态调控对CO氧化性能的增强机制。采用电化学测试结合原位红外光谱（ATR-SEIRAS）和密度泛函理论（DFT）计算，证实Cu(100)晶面主导的晶界（GBs）是促进CO与CHO不对称C-C耦合形成C2+产物的关键活性位点，为CO2RR/CORR催化剂设计提供了新思路。

　　

Highlight

铜基催化剂在电催化CO₂/CO还原反应（CO₍₂₎RR）中展现出制备高附加值C₂₊产物的巨大潜力，但运行过程中的结构重构使得本征活性位点的鉴定成为挑战。本研究选取三种典型商业铜催化剂（Cu、CuO、Cu₂O），在膜电极组装（MEA）电解槽中揭示了CORR的构效关系。

Chemicals and materials

铜粉（Cu，60-100 nm）、氧化铜（CuO，40 nm）和氧化亚铜（Cu₂O）购自不同供应商（图S1），Nafion膜（D520）和电解质（KOH/KHCO₃）用于构建电解体系。

CORR performance

XRD证实三种催化剂的晶相结构（图S2-S4）。在零间隙MEA电解槽中（图S5），Cu催化剂在500 mA cm^–2电流密度下实现86.7%的C₂₊法拉第效率（FE），并能在200 mA cm^–2下稳定运行110小时。

Conclusions

通过HRTEM、OH^-吸附实验和DFT计算，发现Cu(100)晶面主导的晶界（GBs）通过CO与CHO的不对称C-C耦合路径高效生成C₂₊产物，为理解晶体晶面与晶界的协同作用提供了新视角。

（注：翻译部分保留了专业术语如CORR、GBs等英文缩写，并采用"晶界""法拉第效率"等生动表述，同时严格遵循上下标格式要求。）