电化学CO2还原反应(CO2RR)被认为是减缓温室效应并将CO2转化为具有高附加值化学品或燃料的一种很有前景的方法，对实现国家“双碳”战略目标具有重要意义。重要的是，为CO2RR提供氢供体的水以及利用太阳能等可再生能源产生的电能够确保CO2RR过程的可持续性。目前，铜（Cu）催化剂由于在CO2电还原为高附加值产物方面具有较高的活性以及较低的成本等优势而备受青睐。然而，CO2RR中多步质子/电子转移过程和竞争性析氢反应等问题通常导致Cu催化剂对特定产品的选择性较差，并且能源转换效率较低。因此，发展有效的策略提高Cu催化剂在CO2RR中的产物选择性对于可持续能源和环境技术的发展至关重要。近日，天津大学胡文平教授和张志教授课题组通过多步种子介导的生长方法构建了形貌和组成可调的不对称三金属AuAgCu纳米结构(NSs)（图1）。研究发现，Au、Ag、Cu三金属的摩尔比在不对称AuAgCu NSs的结构调控中起重要作用，值得一提的是，随着Cu前驱体的增加，Cu可以选择性地沉积在预先合成的Au@Ag核壳纳米棒状结构的一端，而且Ag也发生了表面重构，最终得到不对称三金属AuAgCu NSs。由于不对称AuAgCuNSs的独特异质结构和可调组成，可以有效调节CO2RR中C2产物的选择性，特别是在-0.8V vs RHE的电位下，具有三种金属域的不对称Au1Ag1Cu5NSs对乙醇的法拉第效率可高达37.5%。研究结果表明，AuAgCu NSs对C2产物的高选择性可归因于其电子效应和串联催化机制。此项工作通过构筑Cu基串联催化剂，利用多个组分之间的协同催化，将复杂反应路径中的各个步骤解耦，有效调控了碳基产物的选择性。该工作以“Selectivity Regulation of CO2 0Electroreduction on Asymmetric AuAgCu Tandem Heterostructures”为题发表在著名期刊Nano Research上。
图1. AuAgCu NSs的生长过程示意图。
图2. (a) Au@Ag NRs 和 (b,c) 不对称 AuAgCu NSs 上可能的电化学CO2还原机理。
论文信息
Selectivity Regulation of CO2 0Electroreduction on Asymmetric AuAgCu Tandem Heterostructures
Yating Zhu, Zengqiang Gao, Zhicheng Zhang*, Ting Lin, Qinghua Zhang, Huiling Liu, Lin Gu, Wenping Hu*
https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4234-5
第一作者
朱亚廷 硕士
朱亚廷，女，天津大学理学院硕士研究生。以第一作者在Nano Research发表论文两篇、共同第一作者在Nano Energy发表论文一篇。
通讯作者
张志成 教 授
2019. 09－至今 天津大学理学院化学系，天津市分子光电科学重点实验室，入选北洋学者英才计划长聘教授
2014. 07－2019. 08 新加坡南洋理工大学，博士后（导师：张华教授）
2012. 07－2014. 07 清华大学化学系，博士后（导师：王训教授）
2010. 11－2012. 06 清华大学化学系，联合培养博士生（导师：王训教授）
2007. 09－2012. 06 中国石油大学（北京），博士（导师：刘植昌教授、徐春明院士、张鑫教授）
2003.09－2007.06 西南石油大学，学士
研究方向：
1. C1催化（如CO2还原、CO2加氢、CO2重整、费托合成等）。2. 金属基纳米材料的精准合成及其在能源转化和催化（如燃料电池、电解水、光电催化、热催化）等领域中的应用。3. 功能材料（金属有机骨架、共价有机骨架、半导体、碳材料、有机-无机杂化材料）的可控制备及其在能源转化、催化、光学、传感、器件等领域中的应用。
目前已经在已在Chem. Rev.，Chem. Soc. Rev.，Nat. Mater.，Sci. Adv.，Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等国际知名学术期刊上发表SCI论文120余篇，论文总引用次数超过6900次，H因子为38（Google Scholar），影响因子大于10的论文超过50篇，其中以第一作者（含共一）和通讯作者身份发表SCI论文60余篇，包括：Chem. Soc. Rev.（1篇），Sci. Adv.（1篇），Adv. Mater.（4篇），J. Am. Chem. Soc.（1篇），Angew. Chem. Int. Ed.（3篇），Adv. Funct. Mater.（2篇）等。申请中国发明专利4项，撰写Wiley和Elsevier英文专著章节2个。
《SmartMat》副主编，《Chemosensors》编委及客座编辑，《Nano Research》青年编委，《物理化学学报》青年编委及客座编辑，《Chinese Chemical Letters》青年编委及客座编辑，《Rare Metals》青年编委、学术编辑及客座编辑，《Frontiers in Energy Research》客座编辑，《Chemistry-An Asian Journal》客座编辑等。
欢迎有化学、材料、物理和计算等相关专业和方向的学生以夏令营、普通推免生和统考生等多种方式进组攻读硕士或博士学位。有意者，请将简历发送至zczhang19@tju.edu.cn或zzc7751@163.com
胡文平 教授
2021年任天津大学常务副校长
2016年任天津大学副校长
2013年任天津大学校长助理、理学院院长2003年4月加入日本电话电讯株式会社（NTT）
2003年9月入选中国科学院"百人计划"归国回到中国科学院化学研究所工作
2001年获德国洪堡基金的资助，赴德国斯图加特大学第一物理研究所工作
1999年获日本学术振兴会（JSPS）的资助，赴日本大阪大学太阳能化学研究中心工作
1999年在中国科学院化学研究所获得博士学位（导师：朱道本院士、刘云圻院士）
1996年在中国科学院金属研究所(原金属腐蚀与防护研究所)获硕士学位（导师：杜元龙研究员）
1993年毕业于湖南大学化学化工系
研究方向：
长期致力于有机半导体物理化学的研究，是我国有机半导体晶体工程及场效应晶体管器件物理的主要学术带头人之一。他瞄准“有机集成电路”这一重大科技前沿，聚焦源头创新，构筑了“有机半导体晶体®高迁移率材料®高性能物理器件”的特色研究体系。
目前已发表SCI论文500余篇（IF>10.0的200余篇），包括Nature (1篇)，Science（1篇），Nature Chem. (1篇), Nature Commun.（8篇），Adv. Mater. (90篇)，J. Am. Chem. Soc. + Angew. Chem. Int. (58篇)，被SCI引用>31,000次(H因子=88)。编有中文专著《有机场效应晶体管》（科学出版社，2011），《分子材料与薄膜器件》（化学工业出版社，2011），英文专著《Organic Optoelectronics》（Wiley出版社，2012）。
担任过英国皇家化学会Polymer Chemistry副主编，现任德国Wiley出版社 Advanced Energy Materials国际编委、德国Wiley出版社Advanced Electronic Materials国际编委、Nano Research国际编委、Science China Materials国际编委SmartMat主编。
