卟啉基框架材料作为特定种类的金属有机骨架（MOF）和共价有机骨架（COF），已广泛用于与能源有关的转化过程，包括氧还原反应（ORR），析氧反应（OER）二氧化碳还原反应（CO₂RR），以及与能源有关的存储技术，例如可充电锌空气电池。

有鉴于此，陕西师范大学曹睿教授等人，讨论了卟啉基框架材料在燃料电池、水分解、可充电锌空气电池和CO₂还原中的实际应用与发展，总结了这些卟啉框架在各个领域的性能比较，讨论了卟啉基框架结构与催化活性的构效关系，并对未来卟啉基框架材料的设计提出了展望和建议。

本文要点

1）首先概述了与能量相关的技术中使用的各种卟啉基框架的典型晶体结构，分子结构单元和通用合成方法。然后简要介绍了卟啉基骨架在ORR、OER、锌-空气电池和CO₂RR中的代表性应用。还总结和讨论了这些卟啉基骨架在各个领域的性能比较，指出了明确的结构-活性关系。除了利用高活性的卟啉单元进行催化转化外，调节卟啉基框架的多孔结构可以增强传质，并且在导电载体上生长卟啉基框架可以加速电子转移，从而提高电催化性能。

2）当前，卟啉基框架材料的研究主要集中在开发和合成新的结构上。然而，基于分子催化的催化反应机理和构效关系，设计和合成新的框架结构，对于进一步提高催化活性和选择性具有重要价值。新型卟啉结构作为高效电催化剂的未来研究方向包括：（1）将卟啉基骨架与导电载体相结合，构建介孔和大孔骨架可以大大提高电化学活性；（2）原位和非原位技术及理论计算的迅速发展和应用，使得基于反应机理的卟啉骨架的活性优化和选择性提高成为可能。

参考文献：

Zuozhong Liang et al. Porphyrin-based frameworks for oxygen electrocatalysis and catalytic reduction of carbon dioxide. Chem. Soc. Rev., 2021.

DOI: 10.1039/D0CS01482F

https://doi.org/10.1039/D0CS01482F