设计能够适应催化剂界面的聚合物结构是调控和优化电化学反应的趋势，为电催化剂的长期稳定工作提供了具有前景的一条路径。尤其是，通过无机材料催化剂界面和有机离子聚合物（ionomers）相互作用，为调控反应选择性、促进催化活性提供一条非常有利的方案。

有鉴于此，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室Christopher Hahn，斯坦福大学鲍哲南、Thomas F. Jaramillo等报道研究Ag表面修饰的3 nm薄层不同结构咪唑盐离子聚合物对CO₂电化学生成CO的影响（薄层聚合物保证较低的ohmic电阻及传质电阻），发现离子聚合物不影响CO₂还原反应活性，但是能够有效的增强竞争性HER副反应。进一步的，作者通过固定有机离子聚合物的含量比例、聚合物的链长，调控咪唑基团环的取代基结构，用于理解有机离子聚合物结构影响电催化反应。

本文要点：

（1）

通过研究HER反应，以及CO₂RR反应速率随着CO₂、HCO₃^-浓度变化规律，发展了咪唑离子聚合物导致HCO₃^-还原促进HER反应的动力学模型。

此外通过改变咪唑盐环上的取代基调控离子聚合物的结构，可以调控催化剂对HER反应促进的情况。

（2）

通过Taft位阻参数、DFT计算模拟，对解离聚合物结构影响催化反应的作用进行揭示，发现咪唑环上的大体积位阻官能团导致解离聚合物与HCO₃^-以及Ag表面的相互作用，因此实现对HER催化反应活性促进作用实现抑制。

本文研究结果有助于设计CO₂还原反应的解离聚合物-催化剂之间相互作用，为发展和理解一级配位球、二级配位球对电催化反应活性的影响提供经验。

参考文献

David M. Koshy, Sneha A. Akhade, Adam Shugar, Kabir Abiose, Jingwei Shi, Siwei Liang, James S. Oakdale, Stephen E. Weitzner, Joel B. Varley, Eric B. Duoss, Sarah E. Baker, Christopher Hahn*, Zhenan Bao*, and Thomas F. Jaramillo*, Chemical Modifications of Ag Catalyst Surfaces with Imidazolium Ionomers Modulate H₂ Evolution Rates during Electrochemical CO₂ Reduction, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c06212

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c06212