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將金屬納米顆粒原位嵌入鈣鈦礦氧化物上在多相催化中顯示出巨大的潛力，但在促進環境CO₂電還原（CER）方面的應用尚待探索。基于此，江南大學朱佳偉教授（通訊作者）等人報道了一種具有強金屬-載體相互作用（strong metal-support interactions, SMSIs）的鈣鈦礦嵌套亞-3 nm銅的CER催化劑，以促進高效且穩定的CO₂轉化為多碳產物（C₂₊）。

為了驗證概念，作者利用具有代表性的A位點缺陷型鈣鈦礦La_0.4Sr_0.4Ti_0.9O_3-δ（LST）作為載體，并通過還原Cu摻雜的LST前體（La_0.4Sr_0.4Ti_0.9Cu_0.1O_3-δ, LSTCu）合成了LST負載的亞-3 nm Cu的嵌套異質結構（LSTr-Cu）作為CER的模型催化劑。對于嵌套異質納米結構，豐富的亞-3 nm橢圓體Cu顆粒均勻分散并外延錨定在LSTr載體上（尺寸約為65 nm），導致產生重要的SMSIs，主要表現為促進電子轉移，移動d帶中心（更接近費米能級），并加強LSTr-Cu的粘附。

當作為CER催化劑評估時，相對于其物理混合物對應物，LSTr-Cu對C₂₊提供了更高的活性和選擇性，以及高度增強的穩定性。其中，LSTr-Cu在C₂₊的活性和選擇性提高了6.2倍，并且穩定性超過80 h。實驗和理論計算均表明，嵌套異質納米結構生成的SMSIs不僅可以調節關鍵反應物質的吸附/活化，降低C-C二聚化的能壘，而且還可以限制Cu原子的遷移，增強對結構降解的抵抗力，從而為CO₂轉化為C₂₊提供了一個高效穩定的平臺。

Perovskite-Socketed Sub-3 nm Copper for Enhanced CO₂ Electroreduction to C₂₊. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202206002.

https://doi.org/10.1002/adma.202206002.

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江南大學AM：鈣鈦礦嵌套亞-3 nm Cu用于增強CO2電還原為C2+

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