Single-Crystal Metal–Organic and Covalent Organic Framework Hybrids Enable Efficient Photoelectrochemical CO2 Reduction to Ethanol

化学 共价键 金属有机骨架 还原(数学) 乙醇 金属 无机化学 有机化学 几何学 数学 吸附
作者
Wenqiang Zhang,Zhiye Zhong,Xiaofei Wei,Yanan Zhang,Weili Ma,Dan Liu,Xing Han,Jinqiao Dong,Wei Gong,Fangna Dai,Yan Liu,Yanhang Ma,Yong Cui
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c03122
摘要

Multicarbon alcohols produced through photochemical and electrochemical CO2 reduction reactions (CO2RR) are promising alternatives to fossil fuels; however, their selectivity and efficiency remain low due to the high energy barrier for C-C coupling and the competition from hydrocarbon production. Here, we present a strategy to enhance ethanol efficiency and selectivity via cooperative catalysis in porous structures for photoelectrochemical (PEC) CO2RR. Using a coordination-templated strategy, we synthesized single crystals of MOF-COF (MOCOF) hybrids with metalloporphyrins, with their structures determined by single-crystal 3D electron diffraction. The porous frameworks featuring adjacent confined metalloporphyrins efficiently capture and cooperatively activate CO2, achieving outstanding PEC CO2-to-ethanol conversion. Particularly, the Pt-MOCOF delivers a Faradaic efficiency (FE) of 83.5% at -1.0 V with 91.7% carbon selectivity, surpassing state-of-the-art COF or MOF catalysts and ranking it among the top-performing catalysts. The catalyst system displays remarkable stability, maintaining 95% of its activity after 100 h of continuous operation. Experiments and theoretical calculations revealed that the cooperative catalyst enriches and stabilizes intermediates in the channels, guiding the reaction pathway toward ethanol production.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星星完成签到 ,获得积分10
刚刚
领导范儿应助糊涂的丹南采纳,获得10
刚刚
screct完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Judy完成签到 ,获得积分0
2秒前
芋芋完成签到,获得积分10
3秒前
浅池星发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
大力日记本完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
cmxx完成签到 ,获得积分10
7秒前
A溶大美噶发布了新的文献求助10
8秒前
佳丽发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
keai完成签到,获得积分10
8秒前
YY完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
SciGPT应助???采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
先一完成签到 ,获得积分10
12秒前
Capacition6发布了新的文献求助10
12秒前
传奇3应助ffhjlfwex采纳,获得10
13秒前
王金金发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Akim应助歪哔巴布采纳,获得10
14秒前
15秒前
Wang完成签到,获得积分10
15秒前
陌上尘发布了新的文献求助10
15秒前
朴实海亦完成签到,获得积分10
16秒前
独自受罪完成签到 ,获得积分10
16秒前
丘比特应助王金金采纳,获得10
17秒前
汤姆完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
Banff发布了新的文献求助10
19秒前
李在猛完成签到 ,获得积分10
19秒前
Capacition6完成签到,获得积分10
19秒前
今后应助舒心的安青采纳,获得10
20秒前
Fanny_825完成签到,获得积分10
20秒前
小树苗完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
The Elgar Companion to Consumer Behaviour and the Sustainable Development Goals 540
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
Images that translate 500
Transnational East Asian Studies 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3843521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3385800
关于积分的说明 10542559
捐赠科研通 3106645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1710972
邀请新用户注册赠送积分活动 823908
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774367