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电催化CO₂还原为高附加值的深度还原产物（如甲醇等液体燃料）是当前催化领域的重要挑战和研究热点。近年来研究表明，酞菁钴（CoPc）与碳纳米管复合形成的催化材料在CO₂电化学还原反应中展现出独特的甲醇选择性。然而，目前对该体系中碳纳米管载体的具体作用机制、活性位点的真实构型及其对CO₂电化学还原选择性的调控原理等方面的认识仍不够深入，亟待进一步研究阐明。

近日，人妻-丰满人妻直播 张黎明教授团队研究发现碳纳米管可以作为纳米反应器，通过限域效应促进其内部的酞菁钴电催化CO₂还原至甲醇。相关研究成果以“Nanoconfinement promotes CO₂ electroreduction to methanol on a molecular catalyst”为题在Nature Communications期刊上发表。

图1 碳纳米管的限域效应促进CoPc电催化CO₂还原至甲醇的示意图

研究团队通过设计不同内径的碳纳米管作为CoPc分子的载体，系统研究了纳米限域效应对CO₂电催化还原选择性的影响。研究结果表明，碳纳米管内径不仅影响了CoPc分子在管内外表面的分布，更显著影响其催化行为。其中，限域在碳纳米管内部的CoPc分子表现出优异的甲醇选择性，而外表面负载的CoPc则主要催化CO生成。电化学原位光谱研究结果表明，纳米限域空间能够有效富集CO中间产物并诱导CoPc分子发生结构变形，从而显著增强CO中间体的吸附，促进其深度还原为甲醇。这项研究从分子层面揭示了纳米限域环境对催化剂电子结构和反应路径的调控机制，为设计高效CO₂深度电化学还原催化剂提供了新的理论依据。

论文的共同通讯作者为张黎明教授、曹克诚研究员和李晔飞教授。共同第一作者是史国帅、张文迪和康意坤。该项研究得到中国国家重点研发计划（2024YFB4006800）、国家自然科学基金（项目编号：21872039、22072030、22272029和 22472036）、上海市科学技术委员会（项目编号：22520711100、22ZR1415700和 23ZR1406900）以及中央高校基本科研业务费专项资金（20720220008）的大力支持。

全文链接：//www.nature.com/articles/s41467-025-62656-3