将二氧化碳(CO2)电化学转化为具有商业价值或能源价值的化学品引起了人们对CO2捕获和利用（CCU）的广泛兴趣，并有望有效利用可再生能源，减少CO2排放。乙烯和乙醇等C2产品比CO、HCOOH、CH4和CH3OH等C1化合物具有更高的体积能量密度和商业价值，可用作燃料、化学原料及其中间体。尽管，氧化物衍生的铜电极具有很高的C2产物选择性；然而，其合成需要高温和较长的加热期或等离子体刻蚀过程。金属配合物分子具有优越的电子转移结构，因为金属原子周围的环境很容易被配体修饰。然而，利用传统的配位金属催化剂生产C2一直是一个巨大的挑战。
近日，日本丰田中央研究所Takeo Arai报道了利用自组装铜配位聚合物纳米颗粒（Cu-SCP）高选择性地将CO2电化学还原为C2产物，如乙烯和乙醇。
文章要点
1）将溶解的配体放入较差的溶剂中，并与溴化亚铜溶液混合以将金属离子引入到配体NPs中，制备出配体NPs的分散体。合成了三种不同苯基数的Cu-SCP：[Cu2(µ-Br)2(PPh3)2(µ-BPY)]n(BPY-SCP),[Cu2(µ-Br)2(PPh3)2(µ-DPE)]n(DPE-SCP)和[Cu2(µ-Br)2(PPh3)2(µ-DPB)]n(DPB-SCP)。
2）Cu-SCP催化剂具有Cu原子排列紧密的特点，类似于金属Cu中的排列，由于配体与Cu原子配位，在整个反应过程中Cu(I)氧化态稳定，从而抑制了转化为Cu金属粒子的过程。
3）研究发现，Cu-SCP在不需要修饰碳粒子和/或离聚体或连续流动的高碱性电解液的情况下，也表现出比铜金属电极更好的生成C2的活性，这将简化CO2电解槽的制造。
4）Cu-SCP可以通过非均相反应合成，并且可以通过取代有机配体来改变产物的选择性，这为其他CO2还原催化剂的设计提供了可能。
Naonari Sakamoto, et al, Self-assembled Cuprous Coordination Polymer as a Catalyst for CO2 Electrochemical Reduction into C2 Products, ACS Catal. 2020
DOI：10.1021/acscatal.0c01593
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.0c01593
