检测小分子有机物的电化学传感器对于改善人们对环境质量和人类健康的感知具有重要意义。然而，目前市场上的甲醛电化学传感器由于商用Pd催化剂的低电氧化效率、CO中毒等问题长期悬而未决，使得商用甲醛电化学传感器的应用受到很大的限制。

基于此，北京大学郭少军教授，Zehui Li，中国科学院过程工程研究所张光晋研究员，清华大学蒋靖坤教授报道了开发了一种新型的Cr掺杂的Pd金属烯（Cr-Pdene），它对甲醛氧化反应（FOR）具有意想不到的催化性能。

文章要点

1）研究人员发现，Cr原子是一种稳定的金属，可以均匀地掺杂在Pd金属烯（Pdene）中。

2）结果表明，Cr-Pdene对FOR的质量活性（2.17 A mg^-1_Pd）是商用Pd/C（0.41 A mg^-1_Pd）的5.3倍。

3）原位傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，少量Cr原子的引入可以有效地优化Pd（d带的下移）的电子结构。这大大减弱了CO与Pd的结合强度，提高了CO₂的转化效率。

4）作为概念验证，研究人员研制了一种基于Cr-Pdene的甲醛传感器，与传统的甲醛传感器相比，该传感器具有更宽的线性范围、更高的选择性和更强的稳健性。最重要的是，研究人员率先展示了Cr-Pdene可以集成到无线传感器网络或手持仪器中，以适应室内外环境监测和食品检测等新兴应用。

参考文献

Jingxian Zhang, et al, Cr-Doped Pd Metallene Endows a Practical Formaldehyde Sensor New Limit and High Selectivity, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202105276

https://doi.org/10.1002/adma.202105276