姜怡娇Appl. Catal. B.：碳纳米管上的共价接枝用于CO2电还原

二氧化碳的电化学还原(CO₂ERR)为通过将CO₂转化为绿色化学品来管理全球碳平衡提供了一种很有前景的方法。然而，开发用于快速和选择性还原CO₂的高效电催化剂仍然是一个巨大的挑战。

因此，麦考瑞大学姜怡娇团队报告了氨基取代钴卟啉(CoTAP)的CO₂ERR电催化活性与其固定模式的函数关系的研究。

结果表明，共价接枝的复合物CoTAP-cov在550 mV的过电位具有6.0 s^-1的CO转换频率(TOFco)和~100%的CO(FEco)法拉第效率，使其成为迄今为止最好的催化剂之一。相比之下，非共价固定的对应物CoTAP-noncov具有更低的TOFco(2.3 s^-1)和更低的FEco(85%)。

我们的实验证据表明，引入侧向芳族部分中的供体-NH₂基团增强了钴中心上的电子密度，从而将其固有活性提高到36.6 s^-1的TOFco。我们得出结论，酰胺键充当分子线，增强了从CNT到钴中心的电子转移。

Tafel分析还表明，与表面的强结合增强了CoTAP在高负载下的分散，从而减轻了质量传输的限制。因此，共价固定可以积极促进CO₂ERR，在未来合理设计电催化剂方面具有巨大潜力。

Covalent Grafting of Cobalt Aminoporphyrin-based Electrocatalyst onto Carbon Nanotubes for Excellent Activity in CO₂ Reduction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120750