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利用二氧化碳（CO₂）還原反應（CO₂RR）生產增值化學品和燃料是實現綠色、可持續化學和能源的必要步驟。然而，由于反應過程涉及多種途徑，通過碳-碳（C-C）偶聯到特定碳氫化合物產物的選擇性CO₂RR極具挑戰性。目前，最廣泛報道的Cu催化CO₂RR生成乙烯和其他產物，但很少報道選擇性生成醛類（RCHO）。

近日，美國布朗大學孫守恒教授、蘭州大學席聘賢教授和香港理工大學黃勃龍教授（共同通訊作者）等人報道了一種基于鐵磁性六方密排（hcp）鈷（Co）納米片（NSs）的新型催化劑，用于選擇性地將CO₂RR轉化為乙醛（CH₃CHO）。

在0.5 M KHCO₃溶液中從-0.2至-1.0 V（vs RHE）測試的所有還原電位中，還原產生的主要產物為乙醇，次要產物為乙醇/甲醇。在-0.4 V下，乙醛的法拉第效率（FE）達到60%，電流密度為5.1 mA cm^-2，質量活度為3.4 A g^-1，其中乙醛/乙醇/甲醇的總FE為82%。

通過密度泛函理論（DFT）計算表明，hcp-Co表面對乙醛的高CO₂RR選擇性歸因于獨特的層內電子轉移，不僅促進了[OC-CO]*偶聯，而且抑了制偶聯中間體完全氫化為乙烯，從而導致高選擇性的形成CH₃CHO。

A New Hexagonal Cobalt Nanosheet Catalyst for Selective CO₂ Conversion to Ethanal. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c06877.

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JACS：六方Co納米片高選擇性催化CO2轉化為乙醛

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JACS：六方Co納米片高選擇性催化CO2轉化為乙醛

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