使用金屬絡(luò)合物/碳基雜化物將CO
2電化學(xué)轉(zhuǎn)化為CO既高效又具有選擇性。分子絡(luò)合物固定在碳底物上并參與CO
2還原的電催化反應(yīng)的方式不是很容易理解。在這項(xiàng)工作中，通過(guò)π-π堆疊成功地將高溶解度和空間受阻的八烷氧基酞菁鈷(II)固定在化學(xué)轉(zhuǎn)化的石墨烯上。與類似的鈷酞菁/石墨烯催化劑相比，烷氧基取代有助于抑制石墨烯片材上酞菁的聚集，通過(guò)單個(gè)酞菁分子（在480 mV的超電位下約5 s
-1）顯著提高了催化活性，在30小時(shí)的電解過(guò)程中，也具有穩(wěn)定的CO轉(zhuǎn)化率。
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Figure 1. （a）CoPc-A的分子結(jié)構(gòu)；（b）CoPc的分子結(jié)構(gòu)；（c）CoPc-A和CCG/CoPc-A雜化物的紫外可見(jiàn)吸收光譜；（d）CoPc和CCG/CoPc雜化物的紫外可見(jiàn)吸收光譜；（e）CCG、CoPc-A和CCG/CoPc-A雜化物的拉曼光譜；（f）CCG、CoPc和CCG/CoPc雜化物的拉曼光譜；（g）CCG/CoPc-A和CCG/CoPc雜化物在Co 2p區(qū)域的XPS光譜。
Figure 2. （a）CCG/CoPc-A和CCG/CoPc雜化物在CO
2飽和電解質(zhì)中的總電流密度；（b）CCG/CoPc-A（紅線）和CCG/CoPc混合物（藍(lán)線）對(duì)于CO（實(shí)心圓）和H
2（空心圓）的法拉第效率；（c）CCG/CoPc（藍(lán)色條）和CCG/CoPcA（紅色條）混合物在不同應(yīng)用電勢(shì)下生產(chǎn)CO的有效TOF（eTOFs）；（d）用于生產(chǎn)CO的質(zhì)量電流密度。
Figure 3. （a）在CO
2飽和的0.1 M KHCO
3電解質(zhì)（pH 6.8）中，CCG/CoPc-A和wCCG/CoPc-A雜化物的循環(huán)伏安圖；（b）w-CCG/CoPc-A和CCG/CoPc-A雜化催化劑在不同超電勢(shì)下的氣體分析結(jié)果；（c）w-CCG/CoPc-A和CCG/CoPc-A雜化催化劑的CO分電流密度。
Figure 4. （a）CCG/CoPc雜化物和（b）CCG/CoPc-A雜化物在-0.69 V（對(duì)應(yīng)于580 mV的過(guò)電勢(shì)）下，在0.1 M KHCO
3水性電解質(zhì)中電解30小時(shí)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
Figure 5. 提出CCG/CoPc和CCG/CoPc-A雜化物的CO
2催化機(jī)制。
相關(guān)研究成果于2019年由澳大利亞臥龍崗大學(xué)Gordon G. Wallace和David L. Officer課題組，發(fā)表在ACS Energy Lett.（DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02355）上。原文：Steric Modification of a Cobalt Phthalocyanine/Graphene Catalyst To Give Enhanced and Stable Electrochemical CO
2 Reduction to CO。
