Asymmetric Cu−N1O3 Sites Coupling Atop‐type and Bridge‐type Adsorbed *C1 for Electrocatalytic CO2‐to‐C2 Conversion

吸附 联轴节(管道) 类型(生物学) 化学 桥(图论) 材料科学 结晶学 物理化学 冶金 地质学 医学 内科学 古生物学
作者
Changli Wang,Zunhang Lv,Yarong Liu,Lu Dai,Rui Liu,Caiting Sun,Weiyi Liu,Xiao Feng,Wenxiu Yang,Bo Wang,Bo Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (44): e202411216-e202411216 被引量:30
标识
DOI:10.1002/anie.202411216
摘要

2D functional porous frameworks offer a platform for studying the structure-activity relationships during electrocatalytic CO2 reduction reaction (CO2RR). Yet challenges still exist to breakthrough key limitations on site configuration (typical M-O4 or M-N4 units) and product selectivity (common CO2-to-CO conversion). Herein, a novel 2D metal-organic framework (MOF) with planar asymmetric N/O mixed coordinated Cu-N1O3 unit is constructed, labeled as BIT-119. When applied to CO2RR, BIT-119 could reach a CO2-to-C2 conversion with C2 partial current density ranging from 36.9 to 165.0 mA cm-2 in flow cell. Compared to the typical symmetric Cu-O4 units, asymmetric Cu-N1O3 units lead to the re-distribution of local electron structure, regulating the adsorption strength of several key adsorbates and the following catalytic selectivity. From experimental and theoretical analyses, Cu-N1O3 sites could simultaneously couple the atop-type (on Cu site) and bridge-type (on Cu-N site) adsorption of *C1 species to reach the CO2-to-C2 conversion. This work broadens the feasible C-C coupling mechanism on 2D functional porous frameworks.
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