本文報道了一種酞菁鈷（CoPc）和鋅-氮-碳（Zn-N-C）串聯(lián)催化劑，能**地將二氧化碳電還原為甲烷。與單獨的酞菁鈷或鋅-氮-碳相比，這種串聯(lián)催化劑的甲烷/一氧化碳速率比提高了100倍以上。密度泛函理論(DFT)計算表明二氧化碳**在酞菁鈷上還原為一氧化碳，然后一氧化碳擴散到鋅-氮-碳上進一步轉(zhuǎn)化為甲烷。這種串聯(lián)催化策略將二氧化碳到甲烷的復雜轉(zhuǎn)化分解為在兩種活性位點上進行的串聯(lián)反應。在這個串聯(lián)反應中，酞菁鈷通過提供CO使鋅-氮位點中鄰位氮上的吸附氫得以保留，從而提高了甲烷的生成速率。 

我們利用ZIF-8前驅(qū)體通過高溫熱解得到鋅-氮-碳催化劑。利用HRTEM和HAADF-STEM技術(shù)，確認鋅元素以單原子形式分布在碳骨架中，利用X射線吸收譜(XAS)確認鋅的化合價為+2價，與氮原子的配位數(shù)為4。

圖1。（a） HRTEM和（b）Zn-N-C的HAADF-STEM圖像；（C）Zn-K邊XANES光譜；（d）Zn-K邊EXAFS光譜的傅立葉變換k3加權(quán)χ（K）函數(shù)。

二氧化碳電還原測試結(jié)果表明，CoPc幾乎不具有將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的能力，但能**地將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳。與Zn-N-C相比，盡管CoPc@Zn-N-C 在-1.1 V后生成 C1的速率更低，但CoPc@Zn-N-C催化劑產(chǎn)甲烷的法拉第效率和電流密度均大幅提高。在一氧化碳電還原測試中，Zn-N-C 和 CoPc@Zn-N-C 具有接近的產(chǎn)甲烷活性。結(jié)合上述結(jié)果，我們推測一氧化碳是二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的關(guān)鍵中間體，反應分別在兩個活性位點上進行。

圖2。（a） 共法拉第效率，（b）共分電流密度，（c）CH4法拉第效率和（d）不同電極上CO2RR的CH4分電流密度；（e）CH4法拉第效率和（f）不同電極上的CH4分電流密度。

DFT計算進一步表明，CoPc能更**的將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳，而Zn-N-C具有進一步將一氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的能力。

圖3。（a）CO2電還原為CO，（b）CO在CoPc和zn4上電還原為CH4的自由能分布和優(yōu)化配置。

進一步的動力學計算結(jié)果表明，Zn-N4 位點中鄰位氮上吸附的氫原子*比溶液中的氫離子能更快速地與*CO中間體反應，使得 *CO→*CHO的轉(zhuǎn)化能更快地進行，**提高了甲烷的生成速率。

圖4。（a） CO、*H的吸附能譜和CO在CoPc和ZnN4上的吸附能譜；（b）C1產(chǎn)率和CH4/CO產(chǎn)率比鋅-氮-碳過光和Zn-N-C；（C）提出了CO2RRto-CH4的反應機理CoPc@Zn-N-C。

西安齊岳生物是一家生物公司，我們有自己的實驗室及技術(shù)人員，通過實驗室科研人員的研究，現(xiàn)我們可供應超分子材料：冠醚，環(huán)糊精，杯芳烴，杯吡咯，杯咔唑，葫蘆脲，柱芳烴，環(huán)芳烴，卟啉，酞菁，大環(huán)內(nèi)酯，環(huán)肽，環(huán)番，咔咯，輪烷，索烴，C60，環(huán)狀席夫堿，大環(huán)多胺，金剛烷衍生物等各種復雜定制產(chǎn)品。

酞菁定制產(chǎn)品：

脂溶性酞菁改性分子篩

藻藍蛋白—酞菁復合物

熒光酞菁復合凝膠玻璃

氧化石墨烯/酞菁鋅復合膜

新型席夫堿酞菁鋅

鋅酞菁接枝溫敏水凝膠

竹炭負載酞菁鐵

鋅酞菁負載到溫敏聚合物--聚(N-異丙基丙烯酰胺)水凝膠

鋅鋁水滑石負載羧酸基酞菁鋅

纖維素纖維負載鋅酞菁催化劑

糖聚合物酞菁鋅納米粒子

酞菁鋅雜化半導體材料

酞菁鋅衍生物LB膜

酞菁鋅-芘-共價有機框架/單壁碳納米管復合物

酞菁鋅納米帶單晶晶體管

酞菁鋅—磷脂復合物

酞菁鋅聚合物納米膠束

酞菁鋅改性介孔分子篩

酞菁鋅多巴胺光敏性

酞菁鋅-單壁碳納米管復合物

酞菁鋅摻雜二氧化硅凝膠

酞菁鋅-阿霉素/LDHs復合納米材料

酞菁鋅/氫化非晶硅復合薄膜

酞菁鋅/TiO2納米棒復合材料

酞菁鋅 -血清白蛋白復合物

羧酸香豆素鋅酞菁

羧酸類鋅酞菁光敏劑

四乙酰哌嗪苯氧基酞菁鋅-蛋白質(zhì)復合物

四硝基鋅酞菁

酪氨酸修飾鋅酞菁

酞菁鐵負載二氧化硅

金屬酞菁鋅接枝聚芳醚光催化材料

金屬酞菁/二氧化錫復合粒子

光敏劑酞菁鋅(ZnPc)摻雜介孔二氧化硅

二硫聯(lián)吡啶修飾鋅酞菁

酞菁鈷負載鎂鋁水滑

酞菁銅/氧化鈦納米復合薄膜

酞菁銅/硫化鎘多層復合膜

酞菁銅/聚芳醚腈復合材料

酞菁銅/聚芳醚腈/四氧化三鐵納米雜化材料

酞菁銅/氟代苯基茈酰亞胺復合材料(CuPc-D24DFPP)

酞菁銅/γ?鉬酸鉍復合納米纖維光催化材料

酞菁銅(CuPc)/C60薄膜

酞菁銅功能化四氧化三鐵納米材料(HBCuPc/Fe3O4)

酞菁銅(CuPc)摻雜TiO2微腔

酸摻雜聚苯胺修飾酞菁銅

石墨烯/銅酞菁納米復合材料(GO/3-CuPc)

石墨烯/酞菁銅復合材料

十六氟酞菁銅固載β-環(huán)糊精

十八烷基三氯硅烷(OTS)修飾酞菁銅(CuPc)

四磺基酞菁銅-氧化錫(CuTSPc/SnO2)納米介孔復合材料

MCM-41/酞菁銅納米復合材料

MCM-41/酞菁鈷納米復合材料

納米二氧化硅負載鋅酞菁

鎂鋁水滑石負載四磺酸酞菁鐵

酞菁改性聚苯乙炔高分子材料

羧基酞菁鐵聯(lián)聚甲基苯基硅烷(Fe-taPc-PMPS)

四硝基酞菁鐵改性聚氨酯薄膜

酞菁鈷/納米鐵復合顆粒(CoPc/Fe)

酞菁鈷/二氧化錫納米復合材料|CoPc/SnO2

溫馨提示：西安齊岳生物科技有限公司供應的產(chǎn)品僅用于科研，不能用于其他用途