Estructuras Orgánicas Covalentes Basadas en Ftalocianina Biomimética con Grupos Colgantes Ajustables para la Reducción Electrocatalítica de CO2

Resumen La reacción de reducción electrocatalítica de dióxido de carbono (CO2 RR) es una forma efectiva de convertir CO2 en productos de valor agregado utilizando energía renovable, cuya actividad y selectividad pueden, en principio, ser manipuladas al ajustar el microentorno cerca de los sitios catalíticos. Aquí, demostramos una estrategia para ajustar el microentorno de CO2 RR aprendiendo de la clorofila y el hemo natural. Específicamente, los marcos orgánicos covalentes (COFs) conductores enlazados por piperazina sirven como soportes versátiles para catalizadores de átomo único (SACs), y los grupos colgantes modificados en los COFs pueden ser fácilmente adaptados para ofrecer diferentes efectos electrónicos de atracción-rechazo para un microentorno ajustable. Como resultado, mientras que todos los COFs exhiben alta estabilidad estructural química en condiciones severas y buena conductividad, la adición de −CH2 NH2 puede mejorar significativamente la actividad y selectividad de CO2 RR. Como se ha demostrado mediante caracterización experimental y simulación teórica, el grupo donador de electrones (−CH2 NH2) no solo reduce la función de trabajo superficial del COF, sino que también mejora la energía de adsorción del intermediario clave *COOH, en comparación con los COFs con grupos que atraen electrones (−CN, −COOH) cerca de los sitios activos. Este trabajo proporciona ideas sobre la modulación del microentorno de los electrocatalizadores de CO2 RR a nivel molecular.