El control de enlace intermedio utilizando marcos orgánicos metálicos mejora la reducción electroquímica de CO2

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El control de la unión intermedia es crucial para ajustar la selectividad y la actividad del producto en la reducción electroquímica de CO2 (CO2RR).
• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) ofrecen una plataforma para encapsular catalizadores metálicos y sintonizar su entorno local.

Objetivo del estudio:

• Utilización de la química reticular en los MOF para controlar la unión intermedia de CO2RR en los catalizadores metálicos encapsulados.
• Mejorar la electrocatálisis de CO2RR optimizando las propiedades de MOF como la apertura de poros y la acidez de Lewis.

Principales métodos:

• Variación sistemática de enlaces orgánicos y nodos metálicos en MOFs cúbicos centrados en la cara (fcc).
• Encapsulación de las nanopartículas de plata (Ag) dentro de los MOF.
• Espectroscopia de absorción de rayos X operando (XAS) y espectroscopia de Raman in situ para la caracterización en condiciones de reacción.

Principales resultados:

• Los MOF demostraron estabilidad en condiciones de funcionamiento para el CO2RR.
• Las propiedades de ajuste de MOF optimizaron el modo de unión *CO en las nanopartículas de Ag.
• La selectividad del CO mejoró del 74% al 94% con un vinculante de ácido dicarboxílico de naftaleno en comparación con un vinculante de ácido dicarboxílico de benceno.

Conclusiones:

• La química reticular proporciona una estrategia eficaz para el diseño de MOF para mejorar la CO2RR.
• Los catalizadores encapsulados con MOF permiten un control preciso de la unión intermedia, lo que mejora la selectividad del CO.
• Este trabajo presenta un nuevo enfoque de diseño de materiales para CO2RR utilizando MOF.