电催化二氧化碳还原为合成增值化学品提供了一种可行的替代方案,可以替代从化石燃料中提取的碳源。然而,以合理的能源成本(例如低过电位)进行这些转换仍然是一个巨大的挑战。在此背景下,分子催化剂提供了一个很好的选择,因为其可以通过调节其配位球和配体来精确控制其活性和选择性。
有鉴于此,瑞士苏黎世联邦理工学院Victor Mouge,法国索邦大学Marc Fontecave报道了一系列廉价的吡啶-硫醇钴(III)配合物,作为CO2RR的电催化剂。
文章要点
1)研究人员研究了配体和质子源对活性的影响。从而确定[联吡啶-双-(2-吡啶硫基)-钴(III)六氟磷酸盐]是用于甲酸生产的高选择性催化剂,在110 mV的超低过电位下运行,以实现10 s-1的TOF。
2)详细的电动分析结合密度泛函理论为这些催化剂建立了机理途径,突出了关键金属氢化物中间体的作用。催化剂通过形成稳定的Co羰基配合物而失活,但配位CO配体的氧化和释放可以使活性物种再生。
Subal Dey, et al, Electroreduction of CO2 to Formate with low overpotential using Cobalt Pyridine Thiolate Complexes, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI:10.1002/anie.202006269
https://doi.org/10.1002/anie.202006269