JACS：CO₂、硝酸盐/亚硝酸盐和亚硫酸盐一锅法电化学合成羟基氨基甲磺酸盐

背景：利用电催化CO₂还原反应（CO₂RR）将二氧化碳转化为高附加值化学品的绿色方法备受关注，但现有研究多聚焦于C-C或C-H键的构建，对于同时构建C-N和C-S键的多组分偶联反应研究较少。研究目的：本研究旨在探索以CO₂、硝酸盐/亚硝酸盐和亚硫酸盐为原料，通过一锅电化学方法合成同时含C-N和C-S键的复杂分子——羟基氨基甲磺酸盐（HAMS），并阐明其反应机理。结论：湖南大学与莫纳什大学研究团队以钴酞菁负载碳纳米管（CoPc/CNT）为催化剂，成功实现了从CO₂、NO₃⁻/NO₂⁻和SO₃²⁻一锅电合成HAMS。机理研究表明，反应路径为先发生C-N偶联生成CH₂NHOH中间体，再发生C-S偶联。通过优化电解液组成（提高NO₃⁻浓度至1.25 M，降低SO₃²⁻浓度至0.05 M），HAMS的法拉第效率最高可达5.8%，部分电流密度为–2.4 mA cm⁻²。该工作为从简单原料出发电合成复杂功能分子提供了新路径。