2D功能多孔框架材料提供了研究電催化CO2還原反應的結構-性能關系,但是目前如何打破位點結構(M-O4或M-N4)和產物選擇性的局限仍存在比較大的困難與挑戰。
有鑒于此,北京理工大學王博教授、楊文秀研究員等報道一種具有N/O混合配位位點Cu-N1O3的新型2D MOF,BIT-119。
本文要點
(1)
BIT-119在流動相CO2RR電催化反應中能夠進行CO2轉化為C2,電流密度達到26.9~165.0 mA cm-2。與常見的對稱Cu-O4位點不同,結構不對稱的Cu-N1O3結構能夠導致局部電子結構重排,因此調節中間體吸附物的吸附強度。
(2)
通過實驗以及理論計算分析發現Cu-N1O3位點能夠將頂部吸附(Cu位點)和橋式吸附(Cu-N位點)的*C1中間體進行耦合,從而實現生成C2產物。這項工作拓展了2D功能多孔框架材料的C-C偶聯機理。
參考文獻
Changli Wang, Zunhang Lv, Yarong Liu, Lu Dai, Rui Liu, Caiting Sun, Weiyi Liu, Xiao Feng, Wenxiu Yang, Bo Wang, Asymmetric Cu?N1O3 Sites Coupling Atop‐type and Bridge‐type Adsorbed *C1 for Electrocatalytic CO2‐to‐C2 Conversion, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202411216
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202411216