无金属氰基有机催化剂

CO₂直接制乙烯

以氰基为活性中心，突破传统金属催化剂限制，将CO₂直接还原为乙烯。

Wang, Pan · Gao, Yong · 韩啸 · Guo, C. · Xueyuan, Qiu · Runtong, Zhou · Zheng, Tao · 张静 · 张健 · 王锦程 · Xia, Zhenhai · Hao, Jianhua

Journal of Energy Chemistry 2025

参数信息

乙烯选择性

27.6 %

乙烯选择性

57.7 %

技术优势

突破金属催化剂限制

使用无金属的氰基有机催化剂，以–C≡N为活性中心直接还原CO₂生成乙烯，不再依赖传统金属/金属氧化物催化剂。

氰基促进C–C偶联

受有机化学中氰基（–C≡N）促进C–C偶联的启发，催化剂中的氰基作为活性中心，有利于将CO₂转化为C₂产物乙烯。

与铜耦合选择性更高

将无金属催化剂DCD与取向铜晶体耦合，通过电荷重分布促进氰基部分氢化，降低CO₂还原能垒，乙烯选择性从27.6%大幅提升至57.7%。

应用场景

• CO₂电还原：将CO₂直接转化为乙烯，替代传统金属催化剂路线，降低碳排放并生产化工原料。
• 有机催化：利用氰基有机分子作为催化活性中心，拓展有机催化剂在电催化领域的应用。
• 碳捕集与利用：将捕集的CO₂电化学转化为高价值乙烯，实现碳资源循环利用。
• 光/电催化转化：在电催化条件下驱动CO₂还原反应，展示氰基催化剂在电化学转化中的潜力。