醛氧化合成醇的电催化还原反应能够为理解CO₂电催化合成醇的过程、机理进行理解，有鉴于此，俄亥俄州立大学Anne C. Co等报道了在Cu催化剂上进行电催化还原，将乙醛、丙醛进行电催化还原，分别生成乙醇、丙醇，对相关文献中提出的反应机理有效的进行理解。发现这种醛还原为醇的反应过程选择性在Cu催化剂上进行，在Au电极上无法实现类似过程。

这种醛还原为醇的过程可能是CO₂制备醇反应过程中的中间反应过程，通过研究醛还原为醇的反应过程为理解CO₂还原制备醇的反应过程提供经验和理解。虽然醛还原为醇的反应可能并不是决速步骤，通过实验观测Cu电极上进行的醛选择性还原发现催化剂起到重要影响，这种效应对于复杂的多步反应可能仍然起到重要影响作用。

本文要点：

（1）

通过¹³C NMR、¹H NMR对同位素标记乙醛分子催化反应过程中的还原过程进行追踪。DFT计算结构揭示了反应为何能够选择性在Cu电极上进行催化反应，这是由于Au(111)界面上反应中间体能量比Cu(100)界面的能量更高。在溶液相中的乙醛浓度和乙二醇的浓度平衡，丙醛浓度和丙二醇的浓度平衡。

（2）

根据DFT计算结果，发现乙醛比乙二醇更容易还原为乙醇。在Au和Cu电极界面上都能够，切断界面吸附的乙二醇分子，生成乙醛和水产物。

（3）

本文结果为理解CO₂反应过程的中间体提供经验和机理上的理解，从而为整体CO₂还原反应过程和机理提供理解。

参考文献

Benjamin P. Charnay, Zhihao Cui, Melissa A. Marx, Joseph Palazzo, and Anne C. Co*, Insights into the CO₂ Reduction Pathway through the Electrolysis of Aldehydes on Copper, ACS Catal. 2021, 11, 3867–3876

DOI: 10.1021/acscatal.0c05615

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05615