碳中和的一个重要组成部分包括对于化石燃料燃烧所产生的CO₂的吸收与转换。使用电化学的方法来驱动CO₂还原成高价值的C₂产物（如乙烯、乙醇）是一种有效且可持续的手段。在过去，被用于CO₂还原成C₂的非均相催化剂往往由无机成分组成，如金属、金属氧化物、合金等等。尽管这些催化剂表现出了良好的反应活性，但是较高的过电势引发的催化剂表面重构却使得他们的稳定性有所欠缺。尽管用于CO₂还原的催化剂种类繁多，但铜是目前唯一能够表现出对C₂产物有选择性的催化剂。然而，铜也有两个主要的缺陷：（1）CO₂分子包含两个  键，并与铜表面的电子相互作用非常微弱。这意味着只有很高的过电势才能驱动CO₂的活化，从而会导致较低的能量转化效率；（2）CO₂在铜表面会同时还原出C₁和C₂产物，而对于C₂产物的选择性却比较低。

克服这两个缺点的关键在于（1）增加CO₂和吸附位点的电子相互作用（以COOH的形式）；（2）控制C₂路径上的关键中间产物CO的吸附能。基于此，美国马萨诸塞大学洛厄尔分校车芳琳课题组设计了氨基硫酸盐自组装单层调控的铜催化剂来促进CO₂还原成C₂产物。DFT计算结果表明，该催化剂能够提高CO₂还原C₂的反应活性与选择性。具体来说，自主装单层尾部的氨基官能团可以提供有机活性位点来促进CO₂还原的决策步 – 初始活化和碳-碳耦合。由高覆盖度的自主装单层引入的限制空间效应可以调控无机活性位点铜表面上的关键中间产物CO的吸附能，扩大了CO和COH的吸附能差，因此，进一步促进了碳-碳耦合。自主装单层对于表面偶极矩的改变使得碳-碳耦合在有电场的情况下再次被促进。这项理论工作提供了一种新的催化剂设计思路，涉及到有机-无机混合界面、封闭效应和局部电场，并实现了高效的CO₂还原C₂。