高度に選択的なCO2電子還元のための酵素模倣ニッケルビソチオレンと組み合わされた金属有機フレーム
Yan Zhou1, Shengtang Liu1, Yuming Gu1
1State Key Laboratory of Coordination Chemistry, Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry of MOE, School of Chemistry and Chemical Engineering, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210023, P. R. China.
ニッケルビス (ディチオリエン・ディベンゾ酸) リガンドを備えた新しい金属有機フレームワーク (MOF) は,電気触媒による二酸化炭素削減の強化を示しています. この酵素を模倣する触媒は CO2 を有価な化学物質に変換する際に かなり高い変換率と ファラダイク効率を達成します
科学分野:
- 材料科学
- カタリシス
- 電気化学
背景:
- メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は,触媒に調整可能な性質を提供します.
- テトラチアフルワレン (TTF) 誘導体のようなレドックス活性リガンドは,MOFの機能性を高めることができます.
- 電気触媒によるCO2削減は 持続可能な化学生産に不可欠です
研究 の 目的:
- TTF型ドナーの無機アナログとしてニッケルビス (ディチオリエン・ディベンゾ酸) を使った新しいMOFの設計と合成.
- 電気触媒によるCO2削減におけるMOFの性能を評価する.
- 酵素を模倣する触媒としてのMOFの可能性を調査する.
主な方法:
- [Ni ((C2S2 ((C6H4COOH) 2) 2) ]とIn3+を含む3次元MOFの合成
- MOFの化学的および熱的安定性の特徴
- CO2削減のための電気触媒試験,変換率とファラダイの効率測定を含む.
- 触媒経路の解明のためのメカニズム研究
主要な成果:
- 安定したMOF, (Me2NH2+) {InIII-[Ni(C2S2(C6H4COO) 2) }·3DMF·1.5H2Oを成功裏に組み立てました.
- TTFTBリガンドを持つ同型MOFと比較して,MOFは,電気触媒によるCO2削減性能を大幅に向上させました.
- 酵素活性部位を模倣して,MOFは,RHEと比較して -1. 3Vでのフォーマット生成において,より高いファラダイク効率 (89. 6%) を達成した.
結論:
- 新型ニッケルディチオレンベースのMOFは,CO2削減のための効率的で安定した電気触媒として機能します.
- MOF内の[NiS4]活性部位は,CO2結合と触媒活動に不可欠です.
- この研究は,CO2変換のための結晶型,酵素模倣の触媒の設計のための有望な戦略を提示しています.
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