助力完成碳达峰、碳中和的战略目的，最具潜力的战略之一便是开展CO/CO₂催化转化技能、完成碳使用财产布局重组。现在，研讨者们存眷的核心是铜（Cu）基电催化质料在CO/CO₂复原反响中的使用，由于Cu催化剂能间接将CO/CO₂电催化复原为多种高附加值的多碳氧和碳氢化合物。但是，在真实的电化学反响条件下，原位研讨铜外表上 CO的电催化反响及辨认多种反响两头体十分具有应战性。

克日，南京产业大学邵锋传授团队与清华大学肖海传授团队互助，联合原位电化学-壳层阻遏纳米粒子加强拉曼光谱（EC-SHINERS）和密度泛函实际（DFT）盘算办法，研讨了差别条件下Cu单晶外表电催化CO复原反响（CORR），辨认了外表反响两头体*CO、Cu-O_ad和Cu-OH_ad，提出了外表吸附的H₂O分子可以作为初始质子源到场CORR反响中C1和C2途径，并由此构成了*OH外表吸附物种。

起首，作者选择了原位EC-SHINERS技能。该技能使用纳米等离子体加强效应，但可以制止纳米粒子上吸附的杂质分子以及纳米粒子与基底间的电荷转移带来的信号搅扰，具有明显的敏捷性、波动性和优秀的重现性。经过及时监测在差别电压、氛围情况、pH情况、阳离子、晶面等条件的CORR，证明了共吸附的外表物种（Cu-O_ad、Cu-OH_ad和*CO）及其互相作用可以经过原位EC-SHINERS间接辨认，发明了反响两头体*OH绝对品貌随着外表电压变负而出现“火山”相曲线。

其次，作者经过对Cu（100）单晶上CORR产品举行剖析，发明了含氧化合物和碳氢化合物的产品散布收到施加电压、溶剂、阳离子巨细和外表*OH的影响，证明了乙烯和甲烷的法拉第服从随阳离子尺寸的增长而变大。

最初，作者联合DFT盘算，构建了多个C1与C2反响途径模子，指明白要害两头体C₂O₂和CO质子化泉源为外表吸附的H₂O分子，为铜外表CORR历程中构成的初始质子化步调和要害界面两头体的辨认提出了新的看法。

该事情增长了各人在分子标准上对CORR反响机理的了解，并提供了一种通用的原位光谱学办法来研讨在差别条件下的电催化反响，比方一氧化碳氧化、氧复原反响、硝酸盐复原反响、金属腐化等。