网络结构材料在将CO₂通过电化学还原生成高价值产物中有较广泛前景，能够通过对框架材料中原子级别进行精确控制，从而对催化性能实现很好的控制。但是此类材料中通常催化性能受到抑制，因为该种网络结构材料的导电性较低。有鉴于此，达特茅斯学院Weiyang Li、Katherine A. Mirica等报道了Cu作为金属节点，构建了金属-酞菁结构材料，在CO₂电化学还原生成CO的反应中实现了2.73×10^-3~1.04×10^-1 S cm^-1的导电性。

本文要点：

（1）

该MOF材料中的催化活性中的反应性、选择性通过两种因素控制：金属节点元素（Ni、Co），不同金属单元之间的有机链接体（O、NH）。通过对金属、配位环境的调控，MOF材料中的催化活性、反应选择性得以进一步的调控。

（2）

在各种MOF材料中，CoPC-Cu-O催化剂展示了最好的CO产物选择性，法拉第效率达到85 %，在-0.63 V较低的过电势条件中，电流密度达到-17.3 mA cm^-2（催化剂和炭黑以1:1的比例混合）；当催化剂中不加入炭黑导电材料，在-9.5 mA cm^-2电流密度中的CO法拉第效率达到79 %。

（3）

DFT计算结果显示，和NiPc-NH、CoPc-O结构的MOF材料对比，发现CuPc-Cu-O催化剂中生成羰基中间体物种的活化能能垒更低，对应于CuPc-Cu-O的更高催化活性、选择性。

参考文献

Zheng Meng, Jianmin Luo, Weiyang Li*, and Katherine A. Mirica*, Hierarchical Tuning of the Performance of Electrochemical Carbon Dioxide Reduction Using Conductive Two-Dimensional Metallophthalocyanine Based Metal–Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c07041

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07041