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Complexos metálicos bem definidos com estabilidade química e sintonia estrutural são uma classe promissora de CO eletrocatalítico 2 catalisadores de redução (ECR), especialmente ftalocianinas metálicas imobilizadas. Contudo, as fortes interações intermoleculares de empilhamento π-π de ftalocianinas metálicas não substituídas geralmente resultam em agregação evidente, baixa solubilidade, e, portanto, conjunto geralmente incontrolável na superfície de suporte com deposição desigual e de várias camadas, reduzindo severamente os sites ativos acessíveis.
Portanto, o desenvolvimento de catalisadores de ftalocianina de metal não agregado com comportamentos de montagem controláveis e molhabilidade de superfície ajustável para atingir um desempenho de ECR excelente ainda é um desafio.
Em um estudo publicado em Catálise B aplicada:Ambiental , um grupo liderado pelo Prof. Zhu Qilong do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou um catalisador pirrolidinonil níquel ftalocianina (PyNiPc) imobilizado extremamente ativo e seletivo para ECR.
Este catalisador foi construído por uma estratégia de montagem / fixação assistida por grupo de pirrolidona embutida, e apresentou dispersão de nível molecular único de PyNiPc em nanotubos de carbono para atingir a alta densidade de superfície de sítios ativos de Ni-N4.
Os pesquisadores descobriram que o catalisador resultante (PyNiPc / CNT) pode produzir CO predominantemente no CO eletrocatalítico 2 redução, proporcionando quase 100% de eficiência Faradaica em uma ampla faixa de potencial e obtendo o CO / H ultra-alto 2 relações de volume de até 640 a –0,88 V vs. eletrodo de hidrogênio reversível (RHE).
Além do mais, eles descobriram que após o teste de cronoamperometria contínua no sobrepotencial de 0,67 V por 10 h, a densidade de corrente e eficiência Faradaica para CO não foram significativamente reduzidas.
Além disso, os resultados experimentais indicaram que a alta atividade de PyNiPc / CNT para ECR se origina da sinergia-catálise interfacial de uma única molécula entre PyNiPc e CNTs e os grupos de pirrolidona embutidos também desempenham um papel importante na promoção da dispersão e catálise de ftalocianina.
O estudo apresenta uma nova estratégia para aproveitar ao máximo a excelente atividade intrínseca da ftalocianina de níquel e fornecer guias valiosos para o desenvolvimento de eletrocatalisadores eficientes e estáveis para CO 2 redução e outras técnicas eletroquímicas.
