利用可再生能源投入将二氧化碳(CO₂)转化为增值化学原料是一种可持续的解决方案，可同时缓解全球日益增长的能源需求和降低温室气体浓度。这些挑战将继续推动人们为电化学和光化学二氧化碳还原反应（CO₂RR）开发新的催化剂系统进行大量研究。

近日，劳伦斯伯克利国家实验室Christopher J. Chang提出了一种通过第二球孔隙率和电荷效应来催化光化学CO₂RR原的超分子方法。

文章要点

1）通过烷基功能化超分子合成子的后合成修饰，制备了一种含24个阳离子基团的铁卟啉盒（PB），FePB-2(P)。

2）FePB-2(P)促进了CO₂光化学还原反应(CO₂RR)，CO产物的选择性达到97%，周转次数(TON)超过7000，初始周转频率(TOF_max)达到1400 min-1。

3）研究发现，孔隙率和电荷之间的协同作用使活性相对于母体四苯基卟啉(FeTPP)提高了41倍，远高于仅通过孔隙率(FePB-3(N)，增加4倍)或电荷(Fe-p-TMA，增加6倍)来增强催化活性的类似物。

这项工作确立了次级配位球体中的协同悬挂物可以作为设计元素来增强受限空间内主要活性部位的催化作用。

参考文献

Lun An et al, Synergistic Porosity and Charge Effects in a Supramolecular Porphyrin Cage Promote Efficient Photocatalytic CO₂ Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.26434/chemrxiv-2022-c4sbr

https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2022-c4sbr