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Les matériaux en carbone dérivés du cadre d'imidazolate de zéolithe dopé aux métaux-8 (ZIF-8) sont attrayants pour la réduction électrocatalytique du CO2 en CO. Dans ces matériaux en carbone, en raison de la fusion et de l'agrégation des précurseurs de ZIF-8 lors du processus de pyrolyse à haute température, il est souhaitable mais encore difficile de créer une surface spécifique élevée avec plus de sites actifs disponibles pour réagir avec les réactifs. En utilisant SiO2 comme revêtement protecteur sur la surface du ZIF-8, nous synthétisons des nanoparticules de carbone poreuses dopées au Fe et au N (Fe-CNPs) qui possèdent une structure de pores hiérarchique avec une surface spécifique aussi élevée que 1156,6 m2 g–1, bien plus élevée que celles sans revêtement SiO2 (360,1 m2 g–1). Sur ces Fe-CNPs hautement poreux, les densités de courant totales sont plus de 3 fois plus élevées que celles des nanoparticules peu poreuses pour la réduction électrochimique du CO2. Plus important encore, l'efficacité faradique maximale pour le CO des Fe-CNPs augmente d'environ 75,0 à 98,8 % dans une solution concentrée de KHCO3 (1 mol L–1). La sélectivité élevée induite par la porosité pour la production de CO est également révélée sur les CNPs dérivés de ZIF dopés au Ni et au Co, suggérant une nouvelle voie pour concevoir des catalyseurs en carbone haute performance en ingénierie la porosité pour la réduction électrochimique du CO2.
Hu et al. (Mardi,) ont étudié cette question.