研究人员调节硼-咪唑框架中的微环境以增强CO₂电还原为C₂H₄

结晶硼咪唑骨架(BIF)是一种轻质沸石状金属有机骨架(MOF)，用于模拟沸石分子筛结构。BIF既包含共价键(B–N)，又包含金属配位键(M–N)。因此，它也被视为介于MOF和共价有机骨架(COF)之间的独特材料家族。

在《ChemicalCommunications》上发表的一项研究中，中国科学院福建物质结构研究所张建教授和张海霞教授，通过利用结构相似的第二羧酸配体调节配位微环境，构筑了一系列同结构的二维(2D)BIF，通过电催化还原将CO2转化为乙烯(C2H4)。

利用KBH(mim)3配体的结构诱导效应，构建了4个具有相同骨架和金属配位环境的晶体(BIF-151至BIF-154)，4种取代元素和取代位置不同的单羧酸配体可作为悬挂配体修饰这些层。

这四种晶体在不同pH值和溶剂中均有较好的稳定性，进一步的电催化结果表明四种晶体均表现出对CO2RR的催化活性，尤其对C2H4产物具有一定的选择性，但对C2H4的活性和选择性有明显差异。

这些发现表明，催化活性和选择性不仅取决于活性金属位点，还受周围配体环境的影响，包括取代元素的组成和空间排列等因素。

此外，研究人员还合成了一系列微环境调控的硼BIF，强调了配位环境在CO2电催化还原中的重要性。

本研究提供了一种提高C2H4转化率的新方法。