2 l'électroréduction a d'abord été déterminée structurellement par un système modèle de composé de coordination supramoléculaire cristallin.
CO 2 La réaction d'électroréduction entraînée par l'électricité renouvelable est un moyen efficace de réduire la concentration de CO 2 dans l'atmosphère et atténuer les problèmes environnementaux tels que le réchauffement climatique. Il peut convertir le CO 2 en produits de valeur (comme le CO, HCOOH, CH 4 ) pour réaliser un cycle du carbone efficace. Maintenant, les électrocatalyseurs hautement efficaces signalés pour le CO électrocatalytique 2 réaction de réduction (CO 2 RR) se concentrent principalement sur les nanomatériaux. Parmi eux, Les électrocatalyseurs nanostructurés N-dopés ou N-hétérocycliques ont fait des progrès importants dans la conversion des produits de réduction et l'efficacité de Faraday. Cependant, en raison du manque d'informations structurelles précises et claires et d'autres facteurs d'influence (y compris les défauts et les impuretés), il est encore difficile de déterminer l'activité des sites N dans ces électrocatalyseurs.
Dans ce cas, les électrocatalyseurs cristallins à structure cristalline claire présentent de grands avantages pour résoudre les problèmes ci-dessus, parce que leurs informations de structure précises peuvent fournir une plate-forme de recherche visuelle pour identifier les sites actifs catalytiques et étudier le mécanisme de réaction. Complexes de métalloporphyrines appliqués dans le CO 2 Les RR présentent de nombreux avantages. Parmi eux, l'anneau rigide à système d'électrons π - conjugués de la métalloporphyrine est favorable à une migration rapide des électrons. Plus important, leurs informations claires sur la structure moléculaire et leur accordabilité structurelle sont très utiles pour étudier les mécanismes de réaction et optimiser rationnellement les performances catalytiques.
Basé sur ceci, l'établissement d'un système de modèle cristallin raisonnable pour identifier avec précision l'activité des sites catalytiques en électrocatalyse est très important pour le développement du CO électrocatalytique 2 RR.
Dans un nouveau document de recherche publié dans Revue nationale des sciences (NSR) , le groupe de recherche du professeur Ya-Qian Lan de l'Université normale de Nanjing, pour la première fois établi un système modèle de composé de coordination supramoléculaire cristallin (y compris Ni-TPYP, Ni-TPYP-1 et Ni-TPP, comme le montre la figure 1) pour identifier structurellement l'activité catalytique de la pyridine N pour le CO électrocatalytique 2 RR. Ce travail est d'une grande importance pour comprendre l'activité catalytique et le mécanisme de réaction des électrocatalyseurs nanostructurés N-dopés ou N-hétérocycliques dans le CO électrocatalytique 2 RR.
Des calculs expérimentaux et théoriques montrent que l'étape de détermination de la vitesse (RDS) du CO électrocatalytique 2 RR dans ce système est la formation de COOH. Dans cette étape, l'énergie requise pour le site actif Ni (noté Ni1) dans Ni-TPYP et le site actif Ni (noté Ni2) dans Ni-TPP sont presque les mêmes (1,60 eV et 1,59 eV) et les deux sont supérieurs à celui de l'actif pyridine N (notée N, 0,97 eV) en Ni-TPYP, indiquant que le site N a un CO plus élevé 2 activité d'électroréduction que les sites Ni2 et Ni1, C'est, la pyridine N active est un site actif catalytique plus approprié.
