鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院楊得鑫博士、李宏平教授課題組通過(guò)原位陽(yáng)極電沉積的方法制備了ZIF-8/Zn-40電極，并以此為催化劑，在離子液體基電解質(zhì)中電化學(xué)還原CO2為CO。ZIF-8/Zn電極的簡(jiǎn)易合成為設(shè)計(jì)高效的電催化還原CO2電極提供了一種新的思路。
近年來(lái)，沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）在電催化還原CO2為CO領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但其催化性能并不理想，值得我們進(jìn)一步去探索。目前，用于電催化還原CO2、由ZIF納米材料構(gòu)成的電極一般采用非原位方法制備，采用原位方法制備的此類(lèi)電極尚未見(jiàn)報(bào)道。電化學(xué)沉積是一種簡(jiǎn)單、直接的原位合成技術(shù)，可以精確地控制沉積在導(dǎo)電襯底表面的納米材料的生長(zhǎng)過(guò)程、結(jié)構(gòu)、形貌。同時(shí)，采用電化學(xué)沉積法制備的電極具有可控的三維結(jié)構(gòu)和較高的電子/電荷轉(zhuǎn)移速率，有利于提高電催化反應(yīng)的活性。 最近，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院楊得鑫博士、李宏平教授課題組采用原位陽(yáng)極電沉積的方法在鋅箔基底上設(shè)計(jì)合成了一系列的ZIF-8薄膜（ZIF-8/Zn-x電極，x代表沉積時(shí)間，單位為min），并以其為電極在離子液體基三元電解質(zhì)中，進(jìn)行電催化還原CO2反應(yīng)的研究。研究表明，ZIF-8薄膜的形態(tài)和厚度可以有效地調(diào)節(jié)電催化還原CO2的活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以厚度為29.9 μm的多棱球體（ZIF-8/Zn-40）為陰極、[Bmim]PF6 (30 wt%)/乙腈/H2O (5 wt%)為電解液，在應(yīng)用電位為?1.9 V vs. Ag/Ag+時(shí)，反應(yīng)的總電流密度能夠達(dá)到12.6 mA cm-2，CO的法拉第效率可以達(dá)到91.8 %，其性能優(yōu)于之前報(bào)道的非原位法制備的ZIF電極。ZIF-8/Zn-40電極優(yōu)異的電催化性能主要是因?yàn)樗哂休^大的電化學(xué)比表面積，ZIF-8薄膜與鋅箔之間良好的接觸，較快的CO2擴(kuò)散速率，以及它與電解質(zhì)之間的協(xié)同效應(yīng)。該方法制備的電極適用范圍廣泛，為原位合成ZIF或MOF電極提供了新的策略，預(yù)期在電催化領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。 論文信息： Electrochemical Deposited Zeolitic Imidazolate Frameworks as an Efficient Electrocatalyst for CO2 Electrocatalytic Reduction Renjie Zhang, Jie Yang, Xinbo Zhao, Han Yang, Prof. Hongping Li, Bairun Ji, Guangying Zhou, Dr. Xiaoxue Ma, Dr. Dexin Yang ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202101653
