在解决当前面临的环境挑战的同时，也需要高效的电催化剂来促进CO2还原反应（CO2RR）来生产增值化学品/燃料。近来，人们致力于研究用于催化CO2的多种电催化剂。包括贵金属（金，钯，银），基础的过渡金属材料（铁，钴，镍，铜，锌）和杂原子掺杂的多孔碳。然而，这些单中心催化剂仍不能满足在相对低的超电势下具有可调的H2/CO比（1:1至3:1或更高）的电化学合成气体的合成要求。因此，迫切需要开发具有高活性和选择性的电催化剂，从而能够在室温下调节CO2RR和HER之间的竞争反应性。金属有机骨架（MOF）是一类高度有序的结晶配位聚合物，由于其独特的均质和异质结合特征，它们高度引人注目的催化体系。近日，德累斯顿工业大学冯新亮课题组通过溶剂热法合成了具有双金属中心的二维c-MOF电催化剂，用于电催化CO2RR。该2D c-MOF由酞菁铜作为配体和锌-双（二羟基）络合物（ZnO4）作为键组成，称为（PcCu-O8-Zn）。
图 PcCu-O8 -Zn的结构和形态
文章要点：
1）电化学测量表明，PcCu-O8 -Zn 在-0.7 V vs. RHE下表现出对CO2 -CO转化的高选择性催化活性（88％）和0.39 s-1的高周转频率（TOF），并且具有出色的稳定性。
图 CO2RR性能
2）具有不同摩尔H2/CO的合成气组成比（从1:7到4:1）可以通过改变配体/键的金属中心（铜和锌）以及施加的电势来调节。
3）利用过氧 X射线吸收光谱（XAS）和表面增强红外吸收（SEIRA）光谱电化学来探测催化部位和反应过程。光谱研究结合对比实验和密度泛函理论（DFT）计算表明，PcCu-O8 -Zn 键中的ZnO4配合物表现出高的CO2转化为CO的催化活性，而CuN4配合物在Pc中大环是协同作用的组分，可促进质子化过程以及与CO2RR一起促进质子化过程和氢的产生。因此，双金属活性位点对CO2RR具有协同作用。
图 电解条件下的Operando XAS和SEIRA测量
图 反应机理分析
Zhong, H., Ghorbani-Asl, M., Ly, K.H. et al. Synergistic electroreduction of carbon dioxide to carbon monoxide on bimetallic layered conjugated metal-organic frameworks. Nat Commun, 11, 1409 (2020).
DOI：10.1038/s41467-020-15141-y
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15141-y
