本文亮点
1. 通过两个带相反电荷的卟啉单元的静电相互作用合成共相构型，大大简化了制备过程。
2. 这种简单的策略有效提高了钴卟啉的CO2还原活性。
3. 该简单、有效的策略将作为优化催化活性的常规途径用于其他共相催化剂的设计。
内容简介
在自然界中，共相结构通常存在于细胞色素氧化酶和一氧化碳脱氢酶等酶中。共相结构仿生已被报道用于提高催化活性，但它们合成过程复杂，产率较低。为此，本文提出了一种简便的浸渍法制备异质化共相堆积卟啉的方法。引入阴离子卟啉作为底层，通过静电力固定阳离子钴卟啉。底层分子的金属中心有助于上部阳离子钴卟啉的电子结构。筛选结果表明，阴离子铁卟啉是最有效的底层分子，降低了CO2电还原的活化能屏障，在−0.6V vs. RHE条件下转换频率提高了74%，达到8.0s−1。
图文导读
方案一（a）CoTMAP和（b）CoTSPP的分子结构
图1（a）采用两步浸渍法合成了rGO负载的共相卟啉。（b）TEM、STEM图像以及所制备的Co/Co-Por催化剂的C、Co和N的相应EDX图。（c）显示Co 2p3/2信号的XPS光谱，（d）CoTMAP、CoTSPP和Co/Co Por的紫外-可见光谱
图2CO、H2在CoTMAP和共相卟啉上的（a）总电流密度以及（b）法拉第效率。（c）CO (jco)在含有不同比例CoTSPP、H2TMAP的共相卟啉上的分电流密度。（d）CoTMAP以及共相卟啉催化剂的TOFCO计算值（反应条件：−0.6V vs. RHE，CO2饱和的0.5M NaHCO3电解液）
图3 （a）吸附的*COOH和*Co以及独立Co(g)的Co/Co-Por优化结构。（b）CO在CoTMAP、CO/CO-Por、Ni/CO-Por和Fe/CO-Por上生产的自由能图。（c）log(TOF)与过电位理论值的线性相关图
通讯作者简介
叶汝全
香港城市大学化学系助理教授。2012年于香港科技大学获得化学学士学位（师从唐本忠院士），2017年获得美国莱斯大学化学博士学位（师从James M. Tour教授）。2017–2018年在美国麻省理工学院从事化学工程博士后研究。他的研究兴趣包括材料制造成本效应方法开发及其应用研究。
朱明辉
2016年于美国理海大学获得博士学位，师从Israel E. Wachs教授。在美国麻省理工学院Karthish Manthiram教授课题组从事博士后研究一年半后，于2018年加入华东理工大学担任教授，主要研究C1化学领域新的多相催化剂的开发。
文章信息
Pengfei Tian, Jianjun Su, Yun Song, Ruquan Ye, Minghui Zhu. Electroreduction of Carbon Dioxide by Heterogenized Cofacial Porphyrin.Trans Tianjin Univ, 2021: https://doi.org/10.1007/s12209-021-00305-8
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原文刊载于【天津大学学报英文版】公众号
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