电催化还原CO₂是能源和环境路线具有前景的路线，目前大多数制备C₂H₄的电催化剂局限于Cu，难以发展不含金属的电催化还原CO₂催化剂。

基于sp³ N杂化结构的哌嗪（piperazine）有助于捕获CO₂，但是关注于这种催化材料的研究非常罕见。有鉴于此，武汉大学柯福生、 Chengtao Gong等基于链接分子工程向COF内引入哌嗪构筑富含sp³ N位点。

本文要点

（1）

由于丰富的sp³ N位点，这种COF材料具有非常强的CO₂捕获能力，因此在CO₂转化为C₂H₄的电催化反应中实现19.1 %的法拉第效率，这个性能比大多数非金属COF都更好。

（2）

作者合成了一系列亚胺链接COF，并且通过DFT理论计算说明sp³ N在改善电催化还原CO2动力学的重要作用。

这项工作展示了分子链接工程对于打破催化反应瓶颈的重要潜力。

参考文献

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