中国科学院大连化学物理研究所章福祥课题组报道了一种通过构筑纳米反应器提高硫化铜催化剂电还原CO₂到C₂₊产物选择性的新策略。与纳米片结构的CuS催化剂相比，具有空腔结构的CuS纳米反应器可以有效限制和富集反应中间体，从而提高C₂₊产物的选择性。

电催化CO₂还原反应（eCO₂RR）利用可再生能源生产的电能将CO₂转化为燃料和化学品，可以同时实现电能的储存和CO₂的转化，为碳中和的实现提供了一条有效路径。在诸多eCO₂RR的产物中，乙烯、乙醇等C₂₊产物因在化工和能源行业中应用广泛而极具吸引力。在eCO₂RR生成C₂₊产物的过程中，提高C₁、C₂中间体的覆盖度对于促进C-C偶联至关重要。一些研究通过构筑串联催化剂、表面原子工程、微环境调控等策略实现了反应物或中间物种的富集，仍然需要发展新策略以进一步提高C₁、C₂中间体的覆盖度。

纳米反应器由于具有一些独特的效应，如空腔限域效应、传质扩散效应、和活性位点协同效应等，在许多催化体系中都受到了广泛应用。其空腔限域效应是指空腔结构为底物分子的富集和反应提供了一个受限的空间，从而增加了底物浓度，形成了局部反应物高度富集的微环境，进而提高了化学反应速率。因此，构筑纳米反应器以提高关键中间体浓度促进C-C偶联在原理上是可行的。

基于以上分析，章福祥课题组通过选择通常对C₁产物具有高选择性的硫化铜材料来构筑具有空腔结构的纳米反应器。与具有相同组成、晶面、电子结构的CuS纳米片（CuS-NS）相比，CuS纳米反应器（CuS-NR）展现出了提高的C₂₊产物选择性，FE达到53%，在目前的铜硫化物催化剂中也表现出优秀的C₂₊产物选择性。原位红外技术结果表明， C₂₊产物选择性的提高是来源于空腔结构对C₁、C₂中间体的限制和富集作用，表明了纳米反应器的限域效应在eCO₂RR中提高C₂₊产物选择性的有效性。这一策略为eCO₂RR催化剂的设计提供了新思路。