中國研究團隊研究出用于CO2電催化轉化的離子液體基電解質

近日，中國科學院化學研究所韓布興院士團隊在《國家科學評論》（National Science Review， NSR）發(fā)表綜述文章，系統(tǒng)總結了近年來關于“離子液體基電解質用于電催化 CO2轉化制備高附加值化學品”的主要研究進展。文章第一作者為在讀博士生譚醒醒，通訊作者為韓布興院士和孫曉甫研究員。

CO2是主要的溫室氣體之一，也是豐富、無毒、可再生的C1資源。CO2的電化學轉化有助于降低大氣中CO2濃度，同時還可以將其轉化為CO、烷烴、烯烴、醇類、酯類等高附加值碳基燃料和化學品。

電解質是電催化體系的重要組成部分，與電極表面、反應物、反應中間體均發(fā)生相互作用，并在電荷傳輸中起關鍵作用。離子液體是由陽離子和陰離子組成的、在室溫或接近室溫下（低于100 ℃）呈液態(tài)的有機鹽。作為一種新型的綠色、化學可定制溶劑，離子液體具有獨特的結構特征和物理特性（如CO2溶解度高、離子電導率大、電化學窗口寬等），有望作為電解質用于CO2電化學轉化體系，促進該領域的發(fā)展。

在這篇綜述文章中，作者圍繞CO2電化學轉化的兩條重要途徑——CO2直接電還原（CO2ER）、CO2作為C1合成子參與的有機電催化轉化反應（CO2EOT）——總結了離子液體基電解質中CO2參與C-X鍵（C-H、C-C、C-O、C-N鍵）構筑，并制備得到CO、甲烷、甲醇、羧酸、有機碳酸酯、惡唑烷酮衍生物等化學品的相關進展（見下圖）。

通過C-X鍵的構筑將CO2轉化為重要化學品

文章重點關注了電催化劑、離子液體組分、反應器結構，以及反應條件對CO2電催化反應活性、選擇性的影響。

此外，文章還闡述了離子液體提升CO2電催化轉化反應的機制，為后續(xù)設計新型、功能化的離子液體基電解質以實現(xiàn)高效電催化轉化CO2提供了指導。

文章最后，作者進一步分析了離子液體基電解質體系中電催化CO2的瓶頸及相應解決方案，特別是在制備多碳產(chǎn)物及產(chǎn)物選擇性方面；并展望了CO2電化學固定領域的廣闊前景。
編輯：lyn