光/电催化还原CO₂制备高附加值化学品是解决环境问题和能源危机最有前景的策略。由于卟啉COF具有可见光吸收性能，可调控的光学性质和电子性质，独特的活性位点，能够进行后修饰处理，并且具有优异的稳定性，因此卟啉COF是具有吸引力的CO₂还原的光/电催化剂。

有鉴于此，北京科技大学姜建壮教授、王康教授等综述报道卟啉COF在光电催化还原CO₂领域的相关进展。

本文要点：

（1）

首先对卟啉COF的设计原理、催化活性、反应机理进行总结。此外，从基础研究和应用场景角度，讨论目前卟啉COF在光电催化还原CO₂领域面临的挑战和发展前景。

（2）

这篇综述包括的部分涵盖了卟啉COF的设计与合成、卟啉COF材料的应用（光催化CO₂RR、电催化CO₂RR）、总结与展望。面临的挑战包括：由于对称性的缘故，卟啉COF的拓扑结构局限于hcb, pcb, flu, bcu, scu, pts, qzd, sql, soc, mcm, stp, she, sqc。由于CO₂吸附在光电催化反应中起到关键作用，因此需要增加活性位点附近的CO₂浓度。调控活性位点的配位环境，增强传质，设计异质结构，对骨架结构进行功能修饰能够增强CO₂吸附。另外需要精确调节催化位点的微环境，提高均匀分散的丰富金属活性位点。COF的价格以及使用的合成原料是卟啉COF商业化面临的挑战。传统的水热合成方法耗时且需要惰性气氛，因此发展步骤更少或者电化学、超声、微波、球磨、搅拌等低温合成方法非常必要。并且，需要利用成本更低且环境友好的原料，使得成本更低且更加环保。

合成卟啉COF的特定形貌，包括大面积的2D薄膜、各向异性、合适厚度、自支撑3D反蛋白石结构，构筑多级结构和增强传质/电荷传输性能。卟啉COF材料的本征导电性较低，阻碍了载流子的扩散能力，并且影响了CO₂还原的催化活性。构筑导电性更高的卟啉COF对于光催化/电催化还原CO₂的性能，构筑具有丰富自由电子的全共轭结构非常有用。

对于催化剂，长期催化稳定性是考虑的关键因素。卟啉COF在使用时通常面临许多挑战，包括结构损坏，活性位点减少，扩散性限制，孔道堵塞，这些问题导致难以让人满意的长期稳定性。开发稳健的配体或者修饰不稳定的配体有助于改善卟啉COF的结构稳定性。设计复合结构能够起到协同作用改善工业化需要的长期稳定性。

参考文献

Dr. Tingting Sun, Zhi Wang, Yuhui Wang, Qingmei Xu, Prof. Dr. Kang Wang, Prof. Dr. Jianzhuang Jiang, Porphyrin-Based Covalent Organic Frameworks for CO₂ Photo/Electro-Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202422814

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202422814