调整纳米晶体的形貌是提高其催化性能的有效的方法。在大多数形貌控制合成策略中，常常添加表面活性剂，因为它们能够稳定不同的面。然而，吸附的表面活性剂阻断了纳米晶体的固有活性位点，降低了它们的催化性能。目前，探究在没有表面活性剂的情况条件下控制形态的策略具有重要意义。
近日，新加坡南洋理工大学赵彦利课题组开发了一种简便的无表面活性剂合成方法来调节Cu2O纳米晶体(例如，固体纳米立方体、凹纳米立方体、立方框架、支化纳米立方体、支化凹纳米立方体和支化立方框架)的形态，以提高电催化CO转化为正丙醇的性能。具体而言，通过结合浓度耗尽效应和氧化蚀刻工艺制造了以前的无表面活性剂方法难以制造的Cu2O支化立方骨架(BCF-Cu2O)。更重要的是，BCF-Cu2O衍生催化剂(BCF)在-0.45 VRHE时表现出最高的正丙醇电流密度(-0.85 mA cm-2)，比表面活性剂包覆的Cu2O纳米立方体衍生催化剂(SFC, -0.17 mA cm-2)高5倍。此外，与SFC相比，BCF在-0.45 VRHE下CO电还原为正丙醇的法拉第效率提高了41%。密度泛函理论(DFT)计算表明，CO在洁净的Cu表面上的吸附能和电荷密度高于表面活性剂涂覆的Cu表面。更重要的是，CO三聚化的能垒在清洁表面上也较低，有利于转为正丙醇。该项工作证明，可以在没有表面活性剂的情况下改变催化剂的形态，从而通过暴露更多的活性位点、促进CO分子的吸附、增强电荷转移来增加COR过程中正丙醇的FE和部分电流密度值，并降低反应能垒，这为制造具有增强性能的表面清洁纳米晶体提供了一个重要的范例。Directing the Architecture of Surface-Clean Cu2O for CO Electroreduction. Journal of the American Chemical Society, 2022. DOI: 10.1021/jacs.2c04260
