Modifikation eines Cu‐Pd‐Schaufelrad‐Metall‐Organischen Gerüsts für die selektive CO 2 ‐Elektroreduktion
Abstract Die Optimierung der Bindungsenergie zwischen dem Intermediat und dem aktiven Zentrum ist ein entscheidender Faktor, um die katalytische Produktselektivität und Aktivität bei der elektrochemischen Kohlendioxidreduktion (CO 2 RR) zu steuern. Es ist bekannt, dass Kupferatome als aktive Zentren CO 2 zu Kohlenwasserstoffen und Sauerstoffverbindungen reduzieren, jedoch unter schlechter Produktselektivität leiden, da mehrere Intermediate nur moderate Bindungsenergien aufweisen. Hier berichten wir über eine Ionenaustauschstrategie zur Konstruktion von Cu−Pd‐Schaufelrad‐Dimeren innerhalb von Cu‐basierten metallorganischen Gerüsten (MOFs), [Cu 3‐x Pdx(BTC) 2 ] (BTC=1,3,5‐Benzoltricarbonsäure), ohne die strukturellen Eigenschaften des MOFs zu verändern. Im Vergleich zum reinen Cu‐MOF ([Cu 3 (BTC) 2 ], HKUST‐1) verlagert der Cu−Pd‐MOF die Produkte der CO 2 ‐Elektroreduktion von einer Vielzahl chemischer Spezies hin zu einer selektiven CO‐Erzeugung. Eine in situ‐Röntgenabsorptions‐Feinstrukturanalyse der Oxidationsstufe des Katalysators und der lokalen Geometrie, kombiniert mit theoretischen Berechnungen, zeigt, dass die Einfügung von Pd in die Knotenpunkte der Cu‐Schaufelradstruktur des MOFs die Adsorption des Schlüsselintermediats COOH* am Cu‐Zentrum fördert. Dies ermöglicht CO‐selektive katalytische Mechanismen und verbessert somit unser Verständnis über das Zusammenspiel von Struktur und Aktivität bei der elektrochemischen CO 2 ‐Reduktion unter Verwendung molekularer Katalysatoren.