中科院上海高等研究院陳為研究員團隊將MOFs材料ZIF-8中Zn節(jié)點通過離子交換的方式部分替換成Sn節(jié)點后，其電催化CO2還原性能得以大幅提升。
沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs），由于其固有的孔隙吸附特性，能夠構(gòu)建出局域高CO2濃度環(huán)境，為低濃度CO2介質(zhì)中進行有效CO2電還原提供了可能，近年來受到越來越多的關(guān)注。盡管ZIFs中配位不飽和的金屬節(jié)點、功能化的有機官能團和周期性缺陷均有可能作為CO2電化學(xué)還原的活性位點，但其CO2電還原活性均較低。Dou等人采用具有強供電子特性的1,10-菲咯啉分子對ZIF-8進行配體摻雜，實現(xiàn)了高選擇性電還原CO2為CO。然而，ZIF-8中關(guān)鍵金屬節(jié)點（Zn節(jié)點）具有較低的電還原能力，抑制了電荷向吸附活性位的快速傳遞，這是ZIF-8低CO2還原活性的根本原因。
鑒于此，研究團隊通過離子交換的方式，將具有高還原活性的Sn節(jié)點引入到ZIF-8中，即對Zn節(jié)點進行了部分替換。Sn節(jié)點的引入不僅進一步增強了CO2的吸附富集能力、增大了電化學(xué)活性面積，而且促進了電子在ZIF-8骨架結(jié)構(gòu)與固-液界面間的快速傳遞。更為重要的是，Sn節(jié)點中的二價態(tài)錫（Sn2+）誘導(dǎo)了中間物種*OCHO的生成，使得CO2高效轉(zhuǎn)化生成甲酸。Sn節(jié)點修飾、改性后的ZIF-8催化劑獲得了優(yōu)異的電催化活性和甲酸法拉第效率，這為拓展MOFs材料在CO2電還原中的應(yīng)用提供了新思路。 論文信息： Induced CO2 Electroreduction to Formic Acid on Metal-Organic Frameworks via Node Doping Wenhao Geng, Wei Chen, Guihua Li, Xiao Dong, Yanfang Song, Wei Wei, Yuhan Sun 文章第一作者為博士研究生耿文浩 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202001310 ChemSusChem
