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電催化還原CO₂是一種具有前景的技術能夠解決全球能源危機和可持續發展面臨的挑戰。Cu催化劑在電催化還原CO₂轉化為特定高附加值化學品/高能量產物的領域展示發展前景。但是Cu電催化通常面臨著產物選擇性較低的問題。

有鑒于此，北京理工大學王博、殷安翔、謝靜、馮霄等通過二維磺酸化COF離聚物（ionomers）納米片（COF-NS）修飾Cu催化劑表面，從而調控商業化Cu催化劑的CO₂電催化還原產物。

主要內容

（1）

在流動相電解CO₂的情況，在酸性（pH 2）和堿性（pH 14）的電解液進行電催化，生成CH₄的選擇性都能夠增強60 %，并且整體電流密度能夠達到500 mA cm^-2。

（2）

COF-NS具有豐富的孔結構，能夠促進CO₂和K⁺在催化劑表面聚集，從而調節吸附能和表面*CO覆蓋，促進H₂O分子解離，從而實現調節CO₂電催化還原反應的反應路徑。這項研究通過開放的多孔離聚物理性調節催化劑的反應界面，表現了離聚物的廣泛應用前景。

參考文獻

Zhejiaji Zhu, Yuhao Zhu, Zhixin Ren, Di Liu, Feiyu Yue, Dafei Sheng, Pengpeng Shao, Xiuying Huang, Xiao Feng*, An-Xiang Yin*, Jing Xie*, and Bo Wang*, Covalent Organic Framework Ionomer Steering the CO₂ Electroreduction Pathway on Cu at Industrial-Grade Current Density, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c11709

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c11709