调节电极表面微环境是提高电催化二氧化碳还原（ECO2RR）效率的有效手段之一。 为了达到高转化率，应精细控制电极表面的相界面，以克服CO2在水电解质中溶解度的限制。
基于此，华东师范大学韩步兴院士、吴海红教授、贾帅强（共同通讯作者）等报道了一种简单有效的方法，通过在复写纸（CP）上一步共电沉积铜（Cu）和聚四氟乙烯（PTFE）来构建具有超疏水表面微环境的电催化剂。 超疏水性铜基电极在H型电池中表现出高乙烯（C2H4）选择性25 v vs.RHE下的法拉第效率（Fe）为673%，即 25次。 使用聚四氟乙烯作为表面改性剂增强了Eco2RR的活性，抑制了析氢反应。
本文采用DFT计算方法研究了CO2在Cu-CP和Cu-[CF2]N-5-CP催化剂上与PTFE的反应机理。 Co中间体在Cu（111）-[CF2]N-表面结合的电荷密度差异图表明，PTFE的加入减少了电子转移量，并可能衰减了Co的吸附能。 此外，Cu（111）-[cf2]N-的电荷密度差图还显示了Cu和Co中间体之间的电荷积累，这有利于后续反应步骤中C-C键的形成。
本文进一步计算了Eco2Rr在Cu-Cp和Cu-[cf2]N-5-Cp催化剂上的自由能变化（δg）。 两种反应途径是：（i）*CO加氢生成*CHO，然后两个*CHO二聚化为OHCCHO*，最后还原为C2H4;（ii） *CO直接二聚化为OC*CO，然后还原为C2H4。 结果表明，路径（ii）在两个电极表面上都更具优势。 其中 Cu-[cf2]N-5-cp 上 *CO+*co oc*co 阶跃的 δg 为 050 EV，低于 088 ev。PTFE的加入降低了Co在Cu（111）-[CF2]N-上的吸附能，有效促进了C-C偶联反应，进一步增强了CO2电还原对C2H4的反应性。
polymer modification strategy to modulate reaction microenvironment for enhanced co2 electroreduction to ethylene. angew. chem. int. ed.,, doi: 10.1002/anie.202313796.
htt-ps: