針對增值化學品/燃料的電催化二氧化碳還原反應(CO2RR)為實現碳中和能源循環提供了一種可持續的策略。然而，如何控制和精確調節催化劑活性位點的配位環境，以高效生成目標產物，特別是多碳(C2+)產物，仍然是一個很大的挑戰。
近日，中科院高能物理所Shengqi Chu，香港理工大學Bolong Huang，邵敏華，香港城市大學Zhanxi Fan報道了在中性條件下電還原CO2為C2+產物的配位聚合物中金屬中心的配位環境工程。
文章要點
1）值得注意的是，具有Cu?N2S2配位構型(Cu?N?S)的Cu配位聚合物與具有Cu?I2S2配位構型(Cu?I?S)的類似聚合物相比，乙烯和C2+產物的Faradaic效率分別為61.2%和82.2%。
2）原位研究表明，Cu?N?S上的頂部和橋*CO中間體的平衡形成，促進了C - C耦合以產生C2+。理論計算表明，配位環境工程可以誘導Cu活性位點的電子調制，Cu的d波段中心在Cu?N?S中上移，對C2+產物有更強的選擇性。因此，Cu?N?S更傾向于生成C2+產物，而Cu?I?S由于抑制了C2+途徑的C?C偶聯，具有較大的能壘，更有利于甲酸的形成。
參考文獻
Juan Wang, et al, Coordination Environment Engineering of Metal Centers in Coordination Polymers for Selective Carbon Dioxide Electroreduction toward Multicarbon Products, ACS Nano, 2024
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12389
