近几十年来，人们研究了多种用于CO₂还原（CO₂RR）的光催化剂，包括金属、类半导体金属氧化物、硫化物、氮化物、磷化物和分子复合物。然而，大多数报道的CO₂RR光催化剂需要光敏剂、辅助催化剂或牺牲剂。迄今为止，在一个光催化体系中，仅仅使用单一催化剂用于CO₂RR和H₂O氧化的半反应相结合（即，将CO₂和H₂O转化为碳氢化合物和H₂O₂/O₂的整个反应）仍然极具挑战。金属有机骨架（MOFs）以其多孔、可裁剪的结构，在光催化CO₂RR方面显示出巨大的潜力。

近日，中科院福建物构所林启普研究员，张健研究员报道了制备了一系列邻苯二酚金属卟啉、(In/Fe)TCP-Co和(In/Fe)TCP-OH-Co的耐酸碱骨架，在邻苯二酚的2-位引入过量羟基，形成nbo网状结构，并对其进行了结构模拟。在无光敏剂和牺牲剂的可见光照射下进行的人工光合作用（CO₂RR和H₂O氧化）实验表明，FeTCP-Co表现出比InTCP-Co更高的活性。而在在FeTCP-Co中引入非配位的羟基，形成FeTCP-OH-Co，其光催化性能得到进一步改善。

文章要点

1）实验结果和密度泛函理论计算表明，FeTCP-Co中的铁-氧链比InTCP-Co中的铟-氧链更有利于光诱导电子空穴的分离，从而提高了光催化性能。而在FeTCP-Co中引入非配位羟基后，CO₂与光催化剂之间的相互作用增强，光生载流子转移进一步增强。因此，FeTCP-OH-Co表现出比FeTCP-Co更高的CO₂RR速率。

2）这种通过使用含有非配位羟基部分的Fe-Co异金属儿茶酚卟啉基MOF用于在H₂O存在下进行可见光光催化整体CO₂RR的策略，在人工光合作用中极具应用前景，提供了一种非均相光催化剂的范例，用于研究结构-性能关系，并为高效光催化剂的设计提供了指导。

参考文献

Er-Xia Chen, et al, Energy Band Alignment and Redox-active Sites in Metalloporphyrin-Spaced Metal-Catechol Frameworks for Enhanced CO₂ Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202111622

https://doi.org/10.1002/anie.202111622