Cu催化劑能夠通過電催化還原CO2制備高附加值多碳化合物,但是由于Cu活性位點通常表現異質性,而且電解過程中活性位點發生動態結構重構,因此人們對于Cu催化劑的結構-功能關系的認識并不清楚。
有鑒于此,悉尼大學李逢旺(Fengwang Li)、奧克蘭大學王子運、中國科學技術大學汪普生、曾杰等將Cu修飾六個苯基-1H-1,2,3-三唑化合物,構建了配位結構穩定的聚合物催化劑,這種催化劑具有均質的單一Cu活性位點。
本文要點
(1)
作者通過電子結構建模、XAS表征、UV-Vis光譜表征,說明調節配體的HOMO能級能夠廣泛的調節Cu活性位點電子結構。通過CO DRIFT光譜表征、原位Raman光譜、以及DFT理論計算說明*CO中間體的結合強度與配體的HOMO能級正相關。
(2)
作者提出C-C偶聯反應效率(C–C coupling efficiency),作者提出的這個參數對應于反應生成C2產物的能力。通過不同有機分子配體,能夠廣泛的調節C-C偶聯反應效率(C–C coupling efficiency)(數值的變化區間達到0.26~0.86)。這項工作建立了分子平臺能夠研究CO2電解反應的結構-功能關系,有助于設計CO2電解以及其他電解反應的新型電催化劑。
參考文獻
Yang, Y., Zhang, C., Zhang, C. et al. Ligand-tuning copper in coordination polymers for efficient electrochemical C–C coupling. Nat Commun 15, 6316 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50791-2
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50791-2