化石燃料的過度消耗造成了能源危機以及二氧化碳的大量釋放，這對環境安全和氣候變化構成了重大威脅，因此開發**的方法(酶催化、光催化、熱催化、電化學還原)來消耗大氣中過多的二氧化碳并將其轉化為可再生的碳基燃料或化工原料以緩解能源短缺引起了廣泛的興趣。其中， CO₂電化學還原 (CO₂ RR)被認為是將CO₂轉化為甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)、乙醇(C₂H₅OH)和甲醇(CH₃OH)等多種產物的具吸引力和環保性的方法。**，各種各樣的電催化劑，包括金屬、金屬合金、金屬氧化物、金屬硫化物及其雜化物已被廣泛報道用于CO₂RR，而SnO₂由于具有無毒、儲量豐富和催化活性高等優點，其作為CO₂ RR電催化劑引起了人們的廣泛關注。

與此同時，近年來的研究表明，由于電催化反應通常只涉及催化劑表面與電解液接觸的幾層原子，因此材料表面對其電催化性能尤為重要。調控材料表面如引入致密的介孔結構可以增加其比表面積，暴露更多的反應位點，提高電解質的可接觸性。同時，豐富的的介孔結構也可以為表面摻雜和改性提供理想的平臺。而從結構的角度來看,不同功能模塊在空間上的不同排列將影響它們的相互作用和性質。就SnO₂材料而言，其作為一種高性能CO₂ RR催化材料研究甚廣，但通過一種簡單而**的途徑來控制SnO₂的介孔表面，并在一個體系內同步控制其維度/架構，仍具有高度挑戰性。

近期，華東師范大學劉少華研究員與浙江大學侯陽研究員合作，利用軟模板協同自組裝法成功地實現了SnO₂的維數和介觀結構的同步控制，通過調整含氟表面活性劑疏水鏈長度, 分別獲得了平均尺寸為165 nm的零維SnO₂納米球和厚度為22.5 nm的二維SnO₂納米片，并成功實現在二者表面裝飾有序的介孔陣列 (孔徑為16 nm)，隨后的熱處理形成了分級孔，進一步提高了其比表面積(96.8 mg ^-1)和結晶性。通過SEM,AFM,TEM,BET,XPS,XRD, FT-IR等表征手段明確了其形貌，組成和結構。合成的介孔SnO₂納米片作為二氧化碳電還原催化劑表現出良好的選擇性、較好的穩定性和法拉第效率 (FE) ，甲酸和C₁產物（甲酸+一氧化碳）的法拉第效率分別達到90.0%和97.4%，這歸因于其維度的優化和介孔結構的引入。

本工作不僅以簡單的方法開發出選擇性、效率和穩定性**的CO₂ RR電催化劑，而且為通過模板誘導的自組裝技術實現層次化功能材料的可控構建開辟了道路。相關論文在華東師范大學物理與電子科學學院劉少華研究員和浙江大學化工學院侯陽研究員指導下完成，近期發表于Wiley旗下材料科學**期刊Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202002092），本課題該項目得到了國家自然科學基金委的資助，也得到了華東師范大學所提供的大力支持。