CO₂电还原反应能够将CO₂转化为燃料和高附加值化学品，是一种前景广阔的碳中和技术。构建合金催化剂可以有效地结合具有不同物理化学性质的金属元素，调控CO₂电还原的活性位点。合金电催化剂的催化性能受主客体金属相互作用的影响，这种相互作用主导中间体吸附能和产物选择性。然而在传统的双金属合金体系中，催化剂组成与几何构型的复杂性往往使得关键活性位点的识别存在挑战。因此，如何在原子尺度上揭示主客体金属相互作用对反应路径的调控机制，对高效CO₂电还原催化剂的设计具有重要的指导意义。

化工学院顾学红教授团队通过构建两种反向铜-铟单原子合金催化剂：Cu₉₉In₁（铜基体掺杂1%铟）和Cu₁In₉₉（铟基体掺杂1%铜），实现了CO₂电还原反应路径的精准转换。原位光谱表征与密度泛函理论计算表明：在这两种催化剂中，铜原子均为活性位点。在Cu₉₉In₁催化剂中，铟原子通过电子效应调控周围铜原子的吸附能，促进CO₂吸附活化同时削弱线性吸附*CO中间体的结合强度，优先生成CO（法拉第效率>90%）；而在Cu₁In₉₉催化剂中，形成的CuIn合金相稳定了桥式吸附*CO中间体，有利于甲酸的生成（法拉第效率>90%）。本工作通过精确调控原子排列结构与金属配位环境为面向特定反应产物的高效催化剂提供了新的设计思路。

该成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition期刊，博士后杜佳欢为第一作者，顾学红教授和张玉亭副教授为共同通讯作者。研究获得国家自然科学基金和江苏省卓越博士后计划的支持。

论文链        论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202512970

图1. Cu₉₉In₁和Cu₁In₉₉单原子合金催化剂的结构表征

图2.Cu-In单原子合金催化剂的CO₂电还原反应性能

图3. Cu-In单原子合金催化剂的反应中间体探究

图4. Cu-In单原子合金催化剂反应路径的DFT计算

初审：张玉亭、周成；审核：鞠永干、季青春