將煙氣中的CO2捕獲能力和電化學(xué)CO2還原反應(yīng)（eCO2RR）活性位點整合到催化劑中是一種有效的碳中和策略，但難度很大。結(jié)合混合氣體突破實驗和eCO2RR實驗，中山大學(xué)陳小明院士和廖培欽教授等人報道了基于Ag12團(tuán)簇的金屬-有機(jī)骨架（1-NH2，又名Ag12bpy-NH2），同時具有CO2捕獲位點作為“CO2中繼”和eCO2RR活性位點，不僅利用其微孔高效捕獲模擬煙氣中的CO2，還可以將吸附的CO2的eCO2RR催化成CO，其CO2轉(zhuǎn)化率高達(dá)60%。

在模擬煙氣下，其eCO2RR性能（在極低的電池電壓-2.3 V下，商用電流密度為120 mA cm-2，300 h的法拉第效率（FECO）為96%，全電池能量轉(zhuǎn)換效率為56%），接近100% CO2氣氛下的eCO2RR性能，高于所有報道的在100% CO2氣氛下的高電位催化劑的eCO2RR性能。

通過operando ATR-FTIR，作者研究了電解過程中產(chǎn)生的中間體。對于1-NH2，隨著電解時間的增加，在2330和2360 cm-1處出現(xiàn)了兩條較弱的譜帶，可歸屬于氣態(tài)CO2。同時，在1172和1396 cm-1處的兩個吸收峰可分配給關(guān)鍵中間體*COOH，對于還原CO2生成CO至關(guān)重要。對于1和1-CH3，1396 cm-1處的波段強度隨著電解時間的增加而增加，表明*COOH中間體的形成。結(jié)果表明，三種催化劑催化的eCO2RR所涉及的關(guān)鍵中間體相同。

通過DFT計算，作者揭示了CO2向*COOH和*CO中間體的轉(zhuǎn)變。*COOH和*CO中間體對1，1-CH3和1-NH2的吸附能幾乎相同，說明這些MOFs中eCO2RR活性位點的活性相同。這些MOFs具有相同的催化活性位點Ag12，并且1-NH2中胺基與*COOH中間體之間的距離過長，難以形成有效的氫鍵。因此，1-NH2的eCO2RR性能遠(yuǎn)好于1和1-CH3，應(yīng)該與eCO2RR能否大量發(fā)生在孔表面有關(guān)，而不是與eCO2RR活性位點的催化活性有關(guān)。

Simultaneous Capture of CO2 Boosting Its Electroreduction in the Micropores of a Metal-organic Framework. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202311265.