电催化CO2还原反应(ECO2RR)是最有潜力实现未来较低碳排放的方法之一,但目前的ECO2RR技术与工业应用之间仍存在巨大差距。因此,设计和制备具有优异的活性、选择性和稳定性的ECO2RR催化剂已引起广泛关注。近日,北京理工大学王博、杨文秀综述研究了用于电催化CO2还原反应的功能多孔框架的合理设计。
本文要点:
1) 作为一种典型的功能性多孔框架,结晶多孔材料(例如金属有机框架(MOF)和共价有机框架(COF))和衍生多孔材料(如MOF/COF复合材料和热解产物)由于其具有可设计的孔隙率、可改性的骨架、柔性活性位点结构、,可调节的电荷转移途径和可控的形态的优点,并且随着纳米表征和理论计算技术的快速发展,功能多孔框架的结构-活性关系受到越来越多的关注,即金属元素类型、局部配位环境和微观结构,分别对应于ECO2RR的选择性、活性和传质效率。
2) 作者基于金属元素类型、局部配位环境和微观结构三个关键因素,系统概括了功能性多孔框架的合理设计策略。然后,按照MOF、COF、复合材料和热解物的顺序详细阐述了功能性多孔框架的结构-活性关系,并分析上述三个因素对其ECO2RR性能的影响。最后,作者提出了进一步开发ECO2RR功能多孔框架的挑战和前景。
Changli Wang et.al A rational design of functional porous frameworks for electrocatalytic CO2 reduction reaction Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D2CS00843B
https://doi.org/10.1039/D2CS00843B