在電催化CO₂還原反應(yīng)（CO₂RR）中，設(shè)計(jì)一種能夠調(diào)節(jié)催化位點(diǎn)整體限域效應(yīng)的催化阱具有重要意義，有望增強(qiáng)多電子轉(zhuǎn)移和C?C耦合效率，特別是對(duì)于生成C₂₊ 產(chǎn)物。

基于此，2024年11月24日，華南師范大學(xué)陳宜法研究員/王藝蓉博士與南京師范大學(xué)俞飛教授在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Subtle Tuning of Catalytic Well Effect in Phthalocyanine Covalent Organic Frameworks for Selective CO₂ Electroreduction into C₂H₄》的研究論文。

在此，在本研究中，合成了一系列具有羥基誘導(dǎo)催化阱為特征的Cu-salphen基共價(jià)有機(jī)框架（COFs），成功應(yīng)用于電催化CO₂RR，生成多電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)物。

在多羥基的促進(jìn)下，精心設(shè)計(jì)的催化阱表現(xiàn)出強(qiáng)大的約束效應(yīng)，有利于選擇性吸附、富集和活化CO₂，穩(wěn)定中間體，并降低電催化CO₂RR的能壘。

具體來說，通過調(diào)節(jié)催化阱的水平，可以從CH₄到C₂H₄精細(xì)調(diào)控產(chǎn)物選擇性，其中CuPc-DFP-4OH-Cu表現(xiàn)出最顯著的催化阱效應(yīng)，在-0.7 V時(shí)C₂H₄的法拉第效率（FE）高達(dá)56.86%，而催化阱效應(yīng)最弱的CuPc-DFP-Cu在-1.0 V時(shí)CH₄的FE達(dá)到75.24%。

值得注意的是，所獲得的C₂H₄的FE（56.86%）超過了迄今為止所有報(bào)道的COFs。

通過理論計(jì)算和原位試驗(yàn)，深入探討了羥基誘導(dǎo)的約束效應(yīng)催化阱的關(guān)鍵作用。