咪唑鎓鹽基材料電催化二氧化碳還原研究進(jìn)展

摘要：隨著化石能源的使用日益增加，大氣中CO2的濃度不斷上升，給環(huán)境帶來(lái)了挑戰(zhàn)。通過(guò)催化將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品為解決這些問(wèn)題提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，并為燃料合成開(kāi)辟了一條新的途徑，最終有助于減少CO2排放并實(shí)現(xiàn)碳中和。在眾多的方法中，利用可再生清潔能源進(jìn)行CO2電還原反應(yīng)（CO2RR）以其反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)進(jìn)度可控、環(huán)境友好以及可以產(chǎn)生大量的附加值產(chǎn)品而受到重視。在此背景下，咪唑鎓基材料及其衍生物已成為CO2RR的有潛力的候選材料。這些材料對(duì)CO2有很強(qiáng)的親和力，并且在CO2RR系統(tǒng)中作為電解質(zhì)和電催化劑都有應(yīng)用。所以它們的主要優(yōu)點(diǎn)之一是能夠在催化體系中富集CO2，有效地抑制析氫副反應(yīng)（HER），并提高CO2RR產(chǎn)物的選擇性。了解電催化條件下咪唑鎓基離子液體（Im-ILs）與CO2分子之間的相互作用機(jī)制對(duì)于從分子角度深入了解為什么添加Im-ILs可以改善CO2RR性能至關(guān)重要。此外在非均相電催化劑中，Im-ILs作為表面修飾基團(tuán)和捕集劑，可以顯著改變催化劑的表面環(huán)境和疏水性，從而促進(jìn)CO2RR。值得注意的是，Lehn型和金屬卟啉分子催化劑中的咪唑鎓基團(tuán)已被發(fā)現(xiàn)對(duì)這些催化劑在CO2RR中的性能有影響。N-雜環(huán)卡賓（NHC）基電催化劑作為咪唑鎓與CO2相互作用的活性形式之一，表現(xiàn)出優(yōu)異的CO2RR性能。將NHC基電催化劑引入多孔多相催化劑和分子催化劑中，可以穩(wěn)定金屬納米顆粒，提高捕獲CO2的能力，從而提高CO2RR活性?？傊贑O2RR中使用咪唑鎓基材料對(duì)于推進(jìn)CO2轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、有效合成高附加值化學(xué)品具有巨大的前景。

關(guān)鍵詞：CO2電還原；離子液體；咪唑鎓鹽；氮雜環(huán)卡賓；金屬納米顆粒

中圖分類號(hào)：O646