p Eletrocatalisadores N-dopados ou N-heterocíclicos nanoestruturados para CO eletrocatalítico ₂ reação de redução fizeram progressos importantes na seletividade do produto. Para um maior desenvolvimento, é importante identificar a origem exata da atividade desses eletrocatalisadores. Eletrocatalisadores de cristal com estruturas precisas podem fornecer uma plataforma de pesquisa visual para identificar sítios ativos catalíticos e estudar o mecanismo de reação. A atividade catalítica da piridina N para CO ₂ eletrredução foi primeiro determinada estruturalmente por sistema de modelo de composto de coordenação supramolecular de cristal. p CO ₂ reação de eletrorredução impulsionada por eletricidade renovável é uma forma eficaz de reduzir a concentração de CO ₂ na atmosfera e aliviar problemas ambientais, como o aquecimento global. Pode converter CO ₂ em produtos valiosos (como CO, HCOOH, CH ₄ ) para realizar um ciclo de carbono eficaz. Atualmente, os eletrocatalisadores altamente eficientes relatados para CO eletrocatalítico ₂ reação de redução (CO ₂ RR) concentram-se principalmente em nanomateriais. Entre eles, Os eletrocatalisadores nanoestruturados dopados com N ou N-heterocíclicos fizeram progressos importantes na conversão do produto de redução e na eficiência de Faraday. Contudo, devido à falta de informações estruturais precisas e claras e outros fatores de influência (incluindo defeitos e impurezas), ainda é difícil determinar a atividade dos sítios N nesses eletrocatalisadores.

p Nesse caso, eletrocatalisadores de cristal com estrutura de cristal transparente têm grandes vantagens na resolução dos problemas acima, porque suas informações de estrutura precisas podem fornecer uma plataforma de pesquisa visual para identificar sítios ativos catalíticos e estudar o mecanismo de reação. Complexos de metaloporfirina aplicados em CO ₂ RR tem muitas vantagens. Entre eles, o anel rígido com sistema π-elétron conjugado da metaloporfirina é favorável à rápida migração de elétrons. Mais importante, suas informações claras sobre a estrutura molecular e capacidade de ajuste estrutural são muito úteis para estudar os mecanismos de reação e otimizar racionalmente o desempenho catalítico.

p Com base nisso, estabelecer um sistema de modelo de cristal razoável para identificar com precisão a atividade dos sítios catalíticos na eletrocatálise é muito importante para o desenvolvimento de CO eletrocatalítico ₂ RR.

p Em um novo artigo de pesquisa publicado em National Science Review (NSR) , o grupo de pesquisa do professor Ya-Qian Lan da Universidade Normal de Nanjing, pela primeira vez estabeleceu um sistema de modelo de composto de coordenação supramolecular de cristal (incluindo Ni-TPYP, Ni-TPYP-1 e Ni-TPP, como mostrado na Figura 1) para identificar estruturalmente a atividade catalítica de piridina N para CO eletrocatalítico ₂ RR. Este trabalho é de grande importância para a compreensão da atividade catalítica e do mecanismo de reação de eletrocatalisadores nanoestruturados N-dopados ou N-heterocíclicos em CO eletrocatalítico. ₂ RR.

p Cálculos experimentais e teóricos mostram que a etapa de determinação da taxa (RDS) de CO eletrocatalítico ₂ RR neste sistema é a formação de COOH. Nesta etapa, a energia necessária para o sítio ativo de Ni (denotado como Ni1) em Ni-TPYP e o sítio ativo de Ni (denotado como Ni2) em Ni-TPP são quase iguais (1,60 eV e 1,59 eV) e ambos são maiores do que o ativo piridina N (denotada como N, 0,97 eV) em Ni-TPYP, indicando que o site N tem CO mais alto ₂ atividade de eletrredução do que os locais de Ni2 e Ni1, isso é, a piridina N ativa é um sítio ativo catalítico mais adequado.