二氧化碳（CO2）电化学还原制增值含碳产品被认为是缓解与全球变暖相关的环境变化的一种有效且可持续的途径。
近日，加拿大卡尔加里大学Warren E. Piers，Janina Willkomm报道了一种[Re(联吡啶)]-碳杂化材料，用于在水中高效、选择性地将CO2转化为CO。
文章要点
1）研究人员采用电化学聚合法将Re催化剂引入到纳米多孔胶印碳（CIC）粉末中。研究发现，在碳表面形成了均匀的含[Re(联吡啶)]的聚合物薄膜，同时，通过改变聚合参数可以控制催化剂聚合物的负载量。此外，催化前后的详细表征证实了[Re(bpy)] CO2还原催化剂的完整性。
2）实验结果显示，在0.5 M CO2饱和KHCO3电解质溶液中，在Eappl.=−0.66 V（与可逆氢电极（RHE）（η=550 mV）相比）下，CIC|聚[Re]电极可以将CO2还原为CO，初始法拉第效率（FECO）在88%~100%之间。此外，催化剂负载量越高，FECO值越高，在催化条件下具有更优异的长期稳定性，对于负载量最高的[Re(联吡啶)]杂化材料，在至少24小时内可以保持高于70%的CO选择性。尽管电化学分析表明，在较短的时间尺度上存在一些电子和质量传输问题，但这些问题在长期电解中并未得到证实。
研究工作突出了(电)聚合技术与纳米多孔CIC相结合来制备用于能量转换的杂化材料的巨大潜力。
参考文献
Janina Willkomm, et al, Aqueous CO2 Reduction by a Re(bipyridine)-polypyrrole Film Deposited on Colloid-Imprinted Carbon, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.0c04035
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04035
