多壁碳纳米管负载镍酞菁分子制备分散型电催化剂NiPc–CN MDE催化剂
西安启悦生物科技开发了一系列基于镍酞菁（NiPc）配合物的分子分散电催化剂（MDE），该催化剂在高电流密度下催化CO2RR转化为CO，选择性>99%，且具有优异的长期稳定性。通过在多壁碳纳米管（CNT）上负载高度分散、非团聚的NiPc分子，成功制备了一系列MDE。
【文章详情】
如图1a所示，NiPc分子通过π-π堆积锚定在CNT侧壁，实现NiPc在导电CNT侧壁上的高度分散，阻止分子团聚，促进电荷向活性中心转移。HAADF表征显示CNT侧壁上有许多孤立的亮点（尺寸~0.24nm），EELS进一步验证这些亮点为Ni2+位点（图1b）。在CO2饱和的0.5M KHCO3电解液中，NiPc MDE催化剂（图1c）的起始电位为−0.43V，而引入吸电子的-CN基团后的NiPc–CN MDE催化剂的起始电位正移50mV。虽然引入给电子的甲氧基后的NiPc–OMe MDE催化剂的起始电位略差，但其在更负电位下的活性高于NiPc MDE。 如图 1d 所示，NiPc–OMe MDE 催化剂表现出 >99% FE(CO)。此外，未引入任何基团的 NiPc MDE 催化剂在高电流密度下不太稳定，而 NiPc-CN MDE 可以在较低的过电位下运行，但仍然存在稳定性问题（图 1e）。相比之下，甲氧基取代的 NiPc-OMe MDE 在高达 22.3 mA cm-2 的高还原电流密度下仍然表现出更稳定的 CO2RR 活性。
图 1. NiPc MDE 的结构和 CO2RR 催化活性。
如图2所示，在GDE装置中运行时，NiPc–OMe MDE仍然具有优异的性能，可以在−10至−−2的高电流密度下稳定运行，过电位适中，在−10至−−2的电流密度下保持>99.8%的FE(CO)s。此外，在−−2条件下，NiPc–OMe MDE催化剂具有非常优异的稳定性，可以在−0.61 V电位下稳定运行40小时，整个过程保持>99.5%的FE(CO)。
图 2. NiPc MDE 在 GDE 设备中的性能。
如图 3a 所示，原位研究表明第一次还原位于酞菁配体上，第二次还原部分位于镍中心。当 CO2RR 在 −0.53 V（约 −1 mA cm−2）下运行时，NiPc MDE 的 XANES 移至较低的能带边缘（~8,346 eV），并在 −0.68 V（约 −5 mA cm−2）时变得更加明显，清楚地表明镍中心的部分还原（图 3b、c）。
图 3 NiPc MDE 的原位/XAS 研究。
Kohn-Sham分子轨道分析表明，NiPc的LUMO主要位于酞菁配体上，镍中心的贡献很小（图4a），这与原位XAS中观察到的随着还原NiPc分子的形成，镍氧化态的微小变化相一致。引入吸电子的-CN基团后，NiPc的LUMO从-2.70 eV变为-4.63 eV，引入给电子的-OCH3基团后变为-2.40 eV。对NiPc分子中Ni–N键序的分析表明，NiPc–OMe具有最强的Ni–N键（图4c），这与XAS中观察到的结构变化一致。增强的Ni–N键和甲氧基取代引起的有利的CO脱附（图4b）可以协同提高NiPc–OMe MDE的电化学稳定性，使其成为稳定的CO2RR催化剂。
图 4 原始 NiPcs 和取代 NiPcs 催化的 CO2RR 的 DFT 计算。
西安齐悦生物供应各种酞菁产品：
四羧基铜酞菁
CAS：16618-67-0
四羧基酞菁铁
CAS：93038-52-9
四羧基酞菁镍
CAS:-11-8
四羧基酞菁钴
化学文摘号：25511-95-9
四羧基酞菁钒
化学文摘:
四叔丁基酞菁钴
CAS：13235-83-1
四叔丁基酞菁钒
化学文摘号：95865-59-1
四叔丁基酞菁
CAS：30753-88-9
四(4-异丙苯基苯氧基)酞菁铜(II)
CAS：91083-47-5
四(4-枯基苯氧基)酞菁铅(II)
CAS：91083-54-4
四(4-异丙苯基苯氧基)酞菁镍(II)
化学文摘号：93530-46-2
四(4-枯基苯氧基)酞菁
CAS：83484-76-8
钯酞菁
CAS：20909-39-1
镍(II)酞菁四磺酸四钠盐
CAS：27835-99-0
氯铝氯酞菁
CAS：53199-37-4
氯甲基硅基酞菁
化学文摘:
硼亚酞菁氯化物
CAS：36530-06-0
氯化铝 1,8,15,22-四(苯硫基)-29H,31H-酞菁
CAS：16919-73-6
2,3-萘菁氯化铝
CAS：33273-14-2
镓氯酞菁
化学文摘:
铝酞菁
CAS：14396-65-7
聚铜酞菁
CAS：26893-93-6
甲基氢氧化硅酞菁
化学文摘:
磺化钴酞菁
CAS：3317-67-7
硅（IV）酞菁双（三己基硅氧化物）
CAS：92396-89-9
氟铝酞菁
化学文摘号：51961-93-4
氧钒基 2,3-萘菁
CAS：33273-15-3
钒 5,14,23,32-四苯基-2,3-萘菁
化学文摘:
2,9,16,23-四叔丁基-29H,31H-酞菁硅二氢氧化物
化学文摘号：85214-70-6
二羟基硅酞菁
化学文摘:1937-35-5
二氯化锡酞菁
CAS：18362-30-6
5,9,14,18,23,27,32,36-辛二烯基-2,3-萘菁铜(II)
CAS：15861-40-2
5,9,14,18,23,27,32,36-辛二烯基-2,3-萘菁镍(II)
化学文摘:
4,4,4,4-四叔丁基酞菁铜
化学文摘号：39001-64-4
4,4,4,4-四氮杂-29H,31H-酞菁铜(II)
CAS：15573-38-3
3,10,17,24-四叔丁基-1,8,15,22-四(二甲氨基)-29H,31H-酞菁氧钒
化学文摘号：61114-01-0
3,10,17,24-四叔丁基-1,8,15,22-四(二甲氨基)-29H,31H-酞菁铜(II)
化学文摘号：61113-98-2
29H,31H-酞菁磺酰胺-N-[3-(二乙氨基)丙基]铜配合物
化学文摘号：93971-95-0
-四氨基酞菁钴
化学文摘:
2,9,16,23-四叔丁基-29H,31H-酞菁
CAS：35984-93-1
2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁
CAS：-21-8
2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁铝氯化物
CAS：15733-87-6
2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁铝水合物
CAS：1320-67-8
2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁
CAS：77474-61-4
2,9,16,23-四(苯硫基)-29H,31H-酞菁
化学文摘号：77474-65-8
2,9,16,23-四苯硫基-29H,31H-酞菁铝氯化物
化学文摘:
2,9,16,23-四(苯硫醇)-29H,31H-酞菁锌
CAS：77447-43-9
2,3-萘菁锡(II)
化学文摘:
2,3-萘菁铜
CAS：33273-09-5
2,3,9,10,16,17,23,24-辛烷(辛氧基)-29H,31H-酞菁锌
CAS:-18-1
2,3,9,10,16,17,23,24-辛烷(辛氧基)-29H,31H-酞菁铜
化学文摘号：121-93-7
2,3,9,10,16,17,23,24-辛烷(辛氧基)-29H,31H-酞菁
化学文摘:
2,11,20,29-四叔丁基-2,3-萘菁镍
化学文摘号：83607-84-5
2,11,20,29-四叔丁基-2,3-萘菁
化学文摘号：58687-99-3
1,8,15,22-四苯氧基-29H,31H-酞菁
化学文摘号：77474-60-3
1,8,15,22-四(苯硫酚)-29H,31H-酞菁
CAS：77492-98-9
1,4,8,11,15,18,22,25-八溴苯氧基-29H,31H-酞菁
化学文摘:
1,4,8,11,15,18,22,25-辛二烯基酞菁锌盐
化学文摘号：112-70-9
1,4,8,11,15,18,22,25-辛二烯基-29H,31H-酞菁铜(II)
化学文摘:
1,4,8,11,15,18,22,25-辛二烯基-29H,31H-酞菁镍(II)
CAS：15862-07-4
1,4,8,11,15,18,22,25-辛二丁氧基-29H,31H-酞菁铝三乙烯基硅氧烷
CAS：1324-21-6
1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-六氯-29H,31H-铁酞菁
化学文摘号：50662-67-4
1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-六氟酞菁铜(II)
CAS：14916-87-1
1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-六氟-29H,31H-酞菁钴(II)
化学文摘号：52629-20-6
[三(氨基磺酰基)-29H,31H-酞菁磺酸盐]铜酸盐
化学文摘号：94534-99-3
[C-(氨基磺酰基)-29H,31H-酞菁-C-磺酸盐 N29,N30,N31,N32]-铜酸钠
CAS：63950-02-7
[2,9,16,23-四氯-29H,31H-酞菁-N29,N30,N31,N32]铜
CAS：-00-8
(四叔丁基酞菁)钴(II)
化学文摘号：70619-85-1
(四氨基酞菁)铜(II)
CAS：28632-30-6
(四氨基酞菁)镍(II)
化学文摘:
(SP-5-12)-羟基[29H,31H-酞菁]
化学文摘:
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