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)境帶來了挑戰(zhàn)。通過催化將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學品為解決這些問題提供了一個機會,并為燃料合成開辟了一條新的途徑,最終有助于減少CO2排放并實現(xiàn)碳中和。在眾多的方法中,利用可再生清潔能源進行CO2電還原反應(yīng)(CO2RR)以其反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)進度可控、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CO2有很強的親和力,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制對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已被發(fā)現(xiàn)對這些催化劑在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?,在CO2RR中使用咪唑鎓基材料對于推進CO2轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)可持續(xù)、有效合成高附加值化學品具有巨大的前景。
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:O646