电化学CO₂还原反应(CO₂RR)被认为是一种有前途的策略，通过将CO₂转化为必需化学品来减少碳排放。尽管在中性和碱性介质中取得了重大进展，但由于条件恶劣，在酸性条件下实施CO₂RR仍然具有挑战性，尤其是在生产高价值多碳产品方面。

在这里，中山大学Yi Wang，Shuqin Song，香港城市大学Zhanxi Fan报道了Cu-btca（btca=苯并三唑-5-羧酸）金属有机骨架(MOF)纳米结构可以在酸性环境中充当CO₂RR的稳定催化剂。

文章要点

1）Cu-btca MOF在电解过程中经历相变和形态演变，形成稳定的多孔Cu-btcaMOF网络。所得MOF网络在强酸性电解质中以300mA/cm2的流动电池表现出对乙烯和多碳产品的出色选择性，法拉第效率分别为51.2%和81.9%。

2）机理研究发现，Cu-btca MOF网络可以限制质子还原以抑制氢气释放，并维持较高的局部*CO浓度以促进CO₂RR。理论计算表明，Cu-btca MOF中的两个相邻Cu位点为碳碳偶联提供了有利的微环境，从而促进了多碳生产。

这项工作表明，合理的MOF结构控制可以在强酸性条件下实现高选择性和高效的CO₂电还原为多碳产物，从而实现实际应用。

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Jinli Yu, et al, In Situ Phase Transformation-Enabled Metal−Organic Frameworks for Efficient CO2 Electroreduction to Multicarbon Products in Strong Acidic Media, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c12245

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c12245