为了实现二氧化碳还原反应的高效催化剂,各种催化金属中心和连接分子已组装成共价有机骨架。胺键增强了CO2分子的结合能力,离子骨架能够改善电子传导性和沿骨架的电荷转移。然而,由于静电排斥和键强度的限制,直接合成具有胺键和离子骨架的共价有机骨架很难实现。
在此,中科院上海高研院Gaofeng Zeng,Qing Xu,河南科技学院Cheng-Xing Cui通过调节模板共价有机框架的连接基和键合,建立催化性能与共价有机框架结构之间的相关性,展示了用于CO2还原反应的共价有机框架。
文章要点
1)通过双重修饰,CO2 结合能力和电子态得到很好的调节,从而实现 CO2 还原反应的可控活性和选择性。
2)值得注意的是,双功能共价有机骨架实现了高选择性,最大CO法拉第效率为97.32%,周转频率值为9922.68 h−1,高于基础共价有机骨架和单一修饰的共价有机骨架。
3)此外,理论计算进一步表明,更高的活性归因于更容易从COOH*直接形成*CO。这项研究为开发用于二氧化碳还原反应的共价有机框架提供了见解。
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Liu, M., Yang, S., Yang, X. et al. Post-synthetic modification of covalent organic frameworks for CO2 electroreduction. Nat Commun 14, 3800 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-39544-9
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39544-9