近年来，碳热冲击(CTS)方法由于能够生成精细控制的多元合金纳米粒子(NPs)而引起了广泛关注。然而，在碳基板暴露最小的情况下制造高表面覆盖的NPs是各种电化学应用的必要条件，也是CTS方法的一个关键限制。
有鉴于此，韩国科学技术院Hee-Tae Jung、韩国科学技术研究院Hyeon Su Jeong和哈佛大学Woo-Bin Jung等人，报告了一种通过引入部分碳化的纤维素作为合成 NPs 的碳基质来制造具有高 NPs 表面覆盖率的材料的方法。
本文要点
1）NPs 的高表面覆盖率是通过具有许多边缘位点（包括部分碳化纤维素中的 sp3 C-C 键）的一些相互连接的芳环实现的。因此，实现了各种单一和铜 (Cu) 基多元素合金 NP 的前所未有的高表面覆盖率，并在大范围内具有均匀的粒径分布。
2）此外，通过与典型的 CTS 碳基底进行比较，证实碳基底上的缺陷位点（氧和 sp3 键合的 C─C）的总和决定了金属 NPs 的表面覆盖率。此外，证明了具有高 Cu NPs 表面覆盖率的材料可用于使用气体扩散电极 (GDE) 的连续流动电池中的电催化 CO2 还原反应 (CO2RR)。
3）在−0.529 V(vs RHE)电位下，纤维素/碳纸(Cu/纤维素/CP)上的Cu NPs具有48.92%的乙烯选择性，在10 M KOH电解质中反应30小时以上的稳定性。
总之，该工作展示了纤维素如何实现金属纳米颗粒的高表面覆盖，这为将金属纳米颗粒和多组分纳米颗粒应用于更多样化的应用开辟了可能性。
参考文献：
JI-YOON SONG et al. Generation of high-density nanoparticles in the carbothermal shock method. Science Advances, 2021.
DOI: 10.1126/sciadv.abk2984
http://doi.org/10.1126/sciadv.abk2984