探索新型的电化学CO₂还原反应（CO₂RR）体系用于甲烷（CH₄）等碳氢化合物的合成仍然是一个巨大的挑战。具有质子产生/转移和中间体稳定等优点的电催化剂，可用于高效催化CO₂RR，因此备受青睐。

近日，南京师范大学兰亚乾，陈宜法报道了合成了一种由二氨基三嗪（diaminotriazine）部分修饰的Cu卟啉单元组装的氢键有机骨架（HOF），并成功地将其剥离成大尺寸（~1.5μm）和超薄（~5 nm）纳米片（NS）（Cu-TDPP-NS），并研究了其CO₂RR性能。

文章要点

1）二氨基三嗪与Cu卟啉在Cu-TDPP-NS中的结合可作为电催化CO₂RR的“质子泵”和活性中心。

2）实验结果显示，在中性条件下，Cu-TDPP-NS在-1.6 V处具有高达70%的高电流密度（-183.0 mA cm^-2），在较宽的电位范围内（-1.5-1.7 V）保持在51%以上。由于中性介质下的电化学CO₂RR报道很少，其性能甚至优于目前报道的大多数碱性条件下的CO₂RR体系。

3）基于实验结果和密度泛函理论(DFT)计算，研究人员阐明了Cu-TDPP-NS可能的CO₂RR机理，其中二氨基三嗪基团作为“质子泵”可以构建氢键网络；产生的大量氢键网络可以稳定中间体，并有效地将质子转移到Cu卟啉上，从而使H⁺和*CO有效结合生成CH₄。

本工作为探索新型氢键型电催化剂用于高效CO2RR开辟了一条新的途径。

参考文献

Yi-Rong Wang, et al, mplanting Numerous Hydrogen-Bonding Networks in Cu-Porphyrin-Based Nanosheet to Boost CH₄ Selectivity in Neutral Media CO₂ Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202108388

https://doi.org/10.1002/anie.202108388