Angew:MOF薄膜修饰Ag改善电催化CO2
纳米技术 纳米 2021-03-23

电化学活性MOF材料被发现能够通过太阳能制备燃料,通常条件中电化学活性MOF材料被当作异相修饰材料,能够使得较高浓度的分子电催化剂连接到电极上。但是目前通常MOF材料对催化剂活性的影响被忽视了,有鉴于此,本·古里安大学Idan Hod等报道了将MOF UiO-66修饰在Ag CO2还原电催化剂电极上,无催化反应活性的UiO-66 MOF能够作为多孔膜结构调控催化活性位点的化学环境,导致Ag的电催化活性显著提高

本文要点:

(1)

电化学研究结果显示,MOF薄膜能够通过调控接触到催化位点的反应物分子物理性质、静电性质,从而改善电催化反应活性。具体的修饰在催化剂界面上的MOF层能够促进CO2电催化还原反应选择性生成CO,作为多孔薄膜降低了反应物接触催化反应位点的传质过程,在催化反应位点界面附近形成局部的浓度梯度;在MOF孔道中修饰了正电性官能团,能够控制接触到位点的H+,提供了扩散到反应位点上的物种电性。

(2)

同时MOF薄膜通过调控活性位点的二次配位球环境,改善催化反应中间体的稳定性。具体通过MOF节点处Brønsted酸官能团,导致*COO-中间体稳定性提高。

(3)

这种方法能够拓展到广泛的质子耦合电催化反应,为精确调控,从分子级别调控催化反应提供方法。

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参考文献

Subhabrata Mukhopadhyay, Ran Shimoni, Itamar Liberman, Raya Ifraemov, Illya Rozenberg, Idan Hod*, Assembly of a Metal‐Organic Framework Membrane on Solid Electrocatalyst: Introducing Molecular‐Level Control Over Heterogeneous CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202102320

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202102320

 


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