共价有机框架材料在电催化CO2还原中的应用

李京阳1，2，徐冬格3，马云超3，崔克宇3，刘春波1，2（1.吉林师范大学 吉林省高校环境材料与污染控制重点实验室； 2.吉林师范大学 工程学院； 3.吉林师范大学 化学学院）

摘要：二氧化碳的大量排放加剧全球变暖。因此，开发二氧化碳转化技术迫在眉睫。各种转化技术中，电催化还原二氧化碳可以高效且持续转换二氧化碳。然而，电催化还原二氧化碳通常需要克服更高的活化能垒。传统电催化剂如金属、金属二硫化物、过渡金属氧化物和无金属2D材料（g-C3N4）在均相体系中易失活、电子转移效率低、二氧化碳吸附和活化能力较弱、反应动力学较慢、产物选择性较差。共价有机框架材料（COFs）是一类通过共价键连接而成的新兴多孔有机聚合物。层间的有序堆积和π-π相互作用促进载流子的运输。高比表面积和适当的孔径使二氧化碳吸附，产生更多的活性位点。这些特性使COFs成为电化学还原二氧化碳的理想材料。本文首先总结基于拓扑结构的二维和三维共价有机框架的合成和结构多样性。其次，简要介绍二维和三维共价有机框架在电化学还原二氧化碳领域的发展。最后，讨论COFs在电化学还原二氧化碳方面的潜在发展前景。

关键词：二维共价有机框架材料；三维共价有机框架材料；结构合成；电催化剂：电催化还原二氧化碳