叶汝全/田佳AM：Co基纳米片：高效电催化CO2RR制甲醇

金属卟啉和金属酞菁因其可调节的产物选择性，正逐渐成为一种具有前景的用于二氧化碳还原反应（CO2RR）的共价有机纳米片（CONs）重要材料。然而，现有的CONs主要产物是CO，使其实现高效生产甲醇仍是一项艰巨挑战。基于此，香港城市大学叶汝全教授和中国科学院上海有机化学所田佳研究员等人报道了超薄、阳离子Co基酞菁的CONs，首次用于电化学CO2RR制甲醇，在-0.74 V处部分电流密度达到90.3 mA ·cm^-2，其FE_CH3OH为38.7%。这项工作突显了阳离子CONs作为CO2RR六电子还原制甲醇催化剂的巨大潜力。

VASP解读

通过DFT计算重要中间体的吸附能、关键步骤的ΔG和态密度（DOS）进一步探讨外围官能团的对CO2RR活性的影响。计算CoTAPc、CoTIminePc和CoTIminiumPc对的*CO吸附能，分别为-0.047、-0.037和-0.233 eV，表明CoTIminiumPc具有最有利的CO吸附性质。进一步计算了*CO→*CHO的ΔG，在CoTIminiumPc上更有利于反应发生；为了进一步了解外围官能团如何改变催化剂的电子结构，计算了CoTAPc、CoTIminePc和CoTIminiumPc的DOS和Co d带中心。与CoTAPc和CoTIminePc相比，CoTIminiumPc表现出显著的电子结构偏移。CoTAPc、CoTIminePc和CoTIminiumPc的d带中心分别为-0.91、-0.93和-0.76 eV，表明CoTIminiumPc具有最强的吸附能力。这也与计算的*CO结合能一致。

Ultrathin, Cationic Covalent Organic Nanosheets for Enhanced CO₂ Electroreduction to Methanol. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202310037.

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