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Los complejos metálicos bien definidos con estabilidad química y sintonía estructural son una clase prometedora de CO electrocatalítico. 2 catalizadores de reducción (ECR), especialmente ftalocianinas metálicas inmovilizadas. Sin embargo, las fuertes interacciones de apilamiento π-π intermoleculares de las ftalocianinas metálicas no sustituidas generalmente dan como resultado una agregación manifiesta, baja solubilidad, y, por lo tanto, un ensamblaje generalmente incontrolable en la superficie de soporte con deposición desigual y multicapa, reduciendo drásticamente los sitios activos accesibles.
Por lo tanto, El desarrollo de catalizadores de ftalocianina de metal no agregado con comportamientos de ensamblaje controlables y humectabilidad de la superficie ajustable para lograr un excelente rendimiento de ECR sigue siendo un desafío.
En un estudio publicado en Catálisis aplicada B:ambiental , un grupo dirigido por el profesor Zhu Qilong del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China informó sobre un catalizador de pirrolidinonil níquel ftalocianina (PyNiPc) extremadamente activo y selectivo para la ECR.
Este catalizador se construyó mediante una estrategia de fijación / ensamblaje asistida por grupo de pirrolidona incorporada, y presentó una dispersión de nivel molecular único de PyNiPc en nanotubos de carbono para lograr la alta densidad superficial de los sitios activos de Ni-N4.
Los investigadores encontraron que el catalizador resultante (PyNiPc / CNT) puede producir predominantemente CO en el CO electrocatalítico 2 reducción, proporcionando una eficiencia faradaica de casi el 100% en un amplio rango de potencial y obteniendo el CO / H ultra alto 2 relaciones de volumen de hasta 640 a –0,88 V frente a electrodo de hidrógeno reversible (RHE).
Además, encontraron que después de una prueba de cronoamperometría continua al sobrepotencial de 0,67 V durante 10 h, la densidad de corriente y la eficiencia faradaica para el CO no se redujeron significativamente.
Es más, Los resultados experimentales indicaron que la alta actividad de PyNiPc / CNT para ECR se origina a partir de la sinergia-catálisis de interfaz de una sola molécula entre PyNiPc y CNT y los grupos pirrolidona incorporados también juegan un papel importante en la promoción de la dispersión y catálisis de ftalocianina.
El estudio presenta una nueva estrategia para aprovechar al máximo la excelente actividad intrínseca de la ftalocianina de níquel y proporcionar guías valiosas para el desarrollo de electrocatalizadores eficientes y estables para el CO 2 reducción y otras técnicas electroquímicas.
