悉尼大学李逢旺团队《自然·通讯》：铜基配位聚合物电催化二氧化碳转化

主要观点总结

本研究设计合成了一系列结构稳定的单一活性位点铜基配位聚合物催化剂Ln-Cu，用于电化学二氧化碳还原。通过配体调节铜的电子状态，影响CO中间体的吸附能，并结合多种表征技术，研究CO在均一化铜活性位点上的结合强度与C-C偶联效率之间的关系。该成果为设计新型高效催化剂提供了理论支持和实验依据。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

铜基催化剂在二氧化碳电催化生成多碳产品方面展现潜力，但产品分布控制是挑战。研究旨在开发稳定的单位点Cu基催化剂，以精确控制活性位点的电子状态。

关键观点2: 研究方法

利用二价铜盐与三唑基配体的强配位反应，合成稳定的Cu基配位聚合物。通过改变配体的最高占据分子轨道能量，调节Cu活性中心的电子密度。结合多种原位表征技术与理论模拟，研究Cu的电子结构与C-C偶联效率的关系。

关键观点3: 重要发现

配体的给电子能力可以影响铜的电子密度，从而影响CO中间体的吸附能。发现CO在均一化铜活性位点上的结合强度与C-C偶联效率之间存在火山型相关性。

关键观点4: 实验证据

通过TEM图像、XPS、XANES、固体UV-vis光谱等多种测试手段，证实了Ln-Cu催化剂的结构、氧化态以及CO的吸附能。实验结果表明，适度的*CO吸附强度有利于C-C偶联。

关键观点5: 研究意义

该研究为CO2电解中的结构-功能关系研究提供了新的催化剂模型，并为其他电催化过程的催化剂设计提供了新策略。同时，该研究加深了对CO2还原中构效关系的理解。