二氧化碳（CO2）的化学固定是阻碍当前全球快速变暖趋势的有效途径。然而，由于CO2的化学固定通常需要高温或高压，因此目前的化学固定的经济成本仍然很高。因此，可在环境条件下工作的高效催化剂的合理设计可能会大大降低固定的经济成本，具有重要意义。
近日，山东大学邓伟侨教授报道了基于大规模计算筛选得到的“孔富集”发现，提出了在环境条件下作为有效CO2固定催化剂的共价有机骨架（COF）的合理设计。
文章要点
1）研究人员首先构建了一个虚拟库，包括10994个以Salen-Metal（M-Salen）为催化中心的COF结构。从理论上研究了298 K、1 bar条件下的CO2吸附性能。然后在模拟结果的基础上，分析了CO2吸附性能最好和最差的COF骨架内的CO2分布特征。
2）研究人员通过观察特殊孔隙结构中富集的CO2局部浓度，发现了孔隙富集效应。利用这种孔富集效应，可以显著提高反应速率，从而实现高效的催化过程。
3）研究人员合成了预测最佳的COF结构（Zn-Salen-COF-SDU113），并测试了其对CO2分子固定的催化性能。所制得的COF在常压和室温下均表现出优异的CO2转化性能。同时，Zn-Salen-COF-SDU113催化剂在常温下对端环氧化物(PO)和内环氧化物(2，3-环氧丁烷)表现出较高的催化活性和良好的稳定性和可回收性。
Zhou, W., Deng, Q., Ren, G. et al. Enhanced carbon dioxide conversion at ambient conditions via a pore enrichment effect. Nat Commun 11, 4481 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-18154-9
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18154-9
