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電催化還原CO₂是能源和環境路線具有前景的路線，目前大多數制備C₂H₄的電催化劑局限于Cu，難以發展不含金屬的電催化還原CO₂催化劑。

基于sp³ N雜化結構的哌嗪（piperazine）有助于捕獲CO₂，但是關注于這種催化材料的研究非常罕見。有鑒于此，武漢大學柯福生、 Chengtao Gong等基于鏈接分子工程向COF內引入哌嗪構筑富含sp³ N位點。

本文要點

（1）

由于豐富的sp³ N位點，這種COF材料具有非常強的CO₂捕獲能力，因此在CO₂轉化為C₂H₄的電催化反應中實現19.1 %的法拉第效率，這個性能比大多數非金屬COF都更好。

（2）

作者合成了一系列亞胺鏈接COF，并且通過DFT理論計算說明sp³ N在改善電催化還原CO2動力學的重要作用。

這項工作展示了分子鏈接工程對于打破催化反應瓶頸的重要潛力。

參考文獻

Yang Xiao, Jie Lu, Kean Chen, Yuliang Cao, Chengtao Gong, Fu-Sheng Ke, Linkage Engineering in Covalent Organic Frameworks for Metal-Free Electrocatalytic C₂H₄ Production from CO₂, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202404738

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202404738