以可持續和對環境負責的方式滿足日益增長的全球能源需求是我們這個時代的重大挑戰。 化石燃料的使用雖然極大地促進了人類的發展和進步，但也造成了嚴重的環境汙染和全球變暖，以二氧化碳排放量大為首。
將CO2轉化為高附加值的化工產品和燃料，是解決環境汙染和能源短缺問題的一種有前途的途徑。 如今，催化劑的發現和發展以及電解質和電解新增劑對催化效能的影響是主要課題。
已報道的CO2還原反應（CO2RR）電催化劑主要有三種型別：第一類催化劑以甲酸鹽為主要產物，如HG、PB、SN、IN等;第二類催化劑主要生產CO，如AU、AG、CO、ZN等;最後一類催化劑（銅及其衍生物）已被證明是特殊的CO2RR催化劑，它可以生成大量的醇和碳氫化合物。
人們普遍認為，獲得不同產物的關鍵在於中間體與催化劑之間的相互作用。 基於此，王功偉，莊林和，武漢大學汕頭大學李震（工工通訊）等NXC殼層塗覆在AG奈米顆粒（NPS）（核殼結構，ag@nxc）表面，以促進CH4和CH2CH2的形成。
為了確定NXC殼層在CO2RR過程中的作用，測試了AG NPS、ag@nxc-1、ag@nxc-2和ag@nxc-3催化劑。 在273 K時，CO2在ag NPS和ag@nxc催化劑上的吸附脫附有顯著差異。
在相同壓力下塗覆NXC外殼後，CO2的吸附能力遠高於純AG NPS，CO2脫附曲線表明解吸所需的壓力遠低於吸附。 吸附容量大，解吸過程中的壓力滯後，表明吸附物與吸附劑之間有很強的相互作用。 也就是說，由於NXC殼層中CO2和N的相互作用，CO2分子可以被NXC殼層選擇性吸附以進行聚集。
ag@nxc催化劑吸附能力的差異與NXC殼層厚度有關，為探究在AG NPS表面包覆NXC殼層後HER增強的原因，利用Tafel斜率研究了NXC殼層對氮氣氣氛下HER動力學的影響。 對於塔菲爾斜率：AG NPS > ag@nxc-1 > ag@nxc-2 ag@nxc-3，從 437 到 344 mV DEC-1。
這表明NXC外殼在一定厚度範圍內增強了HER動力學。 這與之前的報道一致，即N的存在可以啟用H2O以促進HER效能，而在更高的應用電位下，HER在ag@nxc-3催化劑上的Tafel斜率從346 mV DEC-1增加到423 mV DEC-1。
可以推斷，這是由於較厚的NXC外殼減慢了傳質速度。 這些結果進一步證實了上述假設，即NXC殼層可以活化CO2和H2O分子，促進烴類產物的形成。
NXC殼均勻分布在厚度約為2的AG核表面1 ~ 7.8 nm。對NXC殼體進行改性後，生烴效能顯著提高，CH4和CH2CH2在優化後的ag@nxc催化劑上的法拉第效率分別達到43。8 和 84%以上。
實驗表明，這種效能的提高與AG NPS電子效能的變化無關，而與NXC外殼和AG NPS芯層的協同作用有關。 NXC殼體在CO2RR工藝中的多功能性已通過衰減全反射表面增強紅外吸收光譜得到證實。
首先，可以延長CO中間體的停留時間，減緩解吸過程，促進C-C偶聯其次，它還可以通過H2O與NXC外殼的相互作用來啟用H2O分子。 與Ag NPS相比，ag@nxc催化劑上的H2O吸附強度顯著增加，峰值藍移約為30 cm-1，表明較強的相互作用可以活化H2O，為碳質中間體的進一步還原提供足夠的吸附H。
本工作為在非銅基催化劑上將CO2轉化為烴類產物提供了一種策略。
amorphous nxc coating promotes electrochemical co2 deep reduction to hydrocarbons over ag nanocatalysts,acs catalysis, doi: 10.1021/acscatal.2c04580.