近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所韓布興院士團(tuán)隊(duì)在《國家科學(xué)評論》（National Science Review， NSR）發(fā)表綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了近年來關(guān)于“離子液體基電解質(zhì)用于電催化 CO2轉(zhuǎn)化制備高附加值化學(xué)品”的主要研究進(jìn)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(xué)轉(zhuǎn)化有助于降低大氣中CO2濃度，同時(shí)還可以將其轉(zhuǎn)化為CO、烷烴、烯烴、醇類、酯類等高附加值碳基燃料和化學(xué)品。

電解質(zhì)是電催化體系的重要組成部分，與電極表面、反應(yīng)物、反應(yīng)中間體均發(fā)生相互作用，并在電荷傳輸中起關(guān)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(jī)鹽。作為一種新型的綠色、化學(xué)可定制溶劑，離子液體具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和物理特性（如CO2溶解度高、離子電導(dǎo)率大、電化學(xué)窗口寬等），有望作為電解質(zhì)用于CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)化體系，促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。

在這篇綜述文章中，作者圍繞CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)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(jī)電催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)（CO2EOT）——總結(jié)了離子液體基電解質(zhì)中CO2參與C-X鍵（C-H、C-C、C-O、C-N鍵）構(gòu)筑，并制備得到CO、甲烷、甲醇、羧酸、有機(jī)碳酸酯、惡唑烷酮衍生物等化學(xué)品的相關(guān)進(jìn)展（見下圖）。

通過C-X鍵的構(gòu)筑將CO2轉(zhuǎn)化為重要化學(xué)品

文章重點(diǎn)關(guān)注了電催化劑、離子液體組分、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，以及反應(yīng)條件對CO2電催化反應(yīng)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(zhuǎn)化反應(yīng)的機(jī)制，為后續(xù)設(shè)計(jì)新型、功能化的離子液體基電解質(zhì)以實(shí)現(xiàn)高效電催化轉(zhuǎn)化CO2提供了指導(dǎo)。

文章最后，作者進(jìn)一步分析了離子液體基電解質(zhì)體系中電催化CO2的瓶頸及相應(yīng)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(xué)固定領(lǐng)域的廣闊前景。
編輯：lyn