华南师大AM：蜂窝状多孔结晶杂电催化剂高效电催化CO2还原

具有多功能和协同效应的多孔异质结构电催化剂对于高效的电催化CO₂还原反应（CO₂RR）有很大的好处，但是共价有机框架（COFs）和金属有机框架（MOFs）基异质结在该领域的研究仍面临着巨大的挑战。

基于此，华南师范大学陈宜法副教授（通讯作者）等人报道了一系列蜂窝状多孔结晶异质电催化剂（MCH-X，X =1-4，X代表在MCH合成中从不同MOFs剂量获得的编号样品），并将其成功应用于电催化CO₂RR。

特殊设计的异质结具有集成的多孔MOF-模板和超薄COF-涂层，可以实现高效的CO₂吸附/活化，并转化为CH₄。其中，最好的是MCH-3表现出极大地抑制了H₂的释放。

在电压为-1.0 V时，MCH-3的电流密度为-398.1 mA cm-2，以及法拉第效率（FE_CH4）为76.7%，优于物理混合物（38.0%）、MOF@COF没有蜂窝状形态（47.7%）、裸COF（37.5%）和MOF（15.90%）。

值得注意的是，MCH-3在-0.9 V至-1.1 V的宽电位范围内法拉第效率保持约70%。此外，基于密度泛函理论（DFT）计算和各种表征，MOF在促进CO₂吸附/活化、稳定中间体方面的重要作用，以及克服限速步骤的能垒已被深入研究。这是MOF@COF异质结的首次报道，可以应用于高效的CO₂RR转化为CH₄，也将加速该领域多孔杂化材料的发展。

Honeycomb-like Porous Crystalline Hetero-electrocatalyst for Efficient Electrocatalytic CO₂ Reduction. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202206706.

https://doi.org/10.1002/adma.202206706.

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