分子设计以提高催化剂性能具有重要意义，但也具有挑战性。研究发现，在酶中，靠近反应中心的残基在调节活性方面起着关键作用。

利用这种生物启发策略，陕西师范大学曹睿教授，华东理工大学张伟安教授报道了三种添加钴卟啉的水溶性聚合物，用于电催化和光催化HER。

文章要点

1）卟啉通过附着在聚合物上，增加了在水中的溶解度，并受到聚合物链的保护，以避免有害的齐聚。除了这些改进的特征外，研究还表明，虽然钴卟啉是相同的，但这些聚合物的电和光催化性能可以通过不同的侧链基团进行微调。

2）由于羧酸侧链可以起到质子中继的作用，Co-1在中性水溶液中表现出极高的电催化HER效率，TOF为2.3×10⁴ s^-1；由于氨基侧链是质子化的，因此其带正电的聚合物链与带负电荷的CdSe量子点具有很强的相互作用。因此，Co-2在中性pH下表现出最优异的光催化HER性能，TON达到2.7×10⁴。

3）该研究不是从设计和合成的角度修改分子结构，而是使用聚合物通过侧链基团来改善和调节分子催化剂的特性。

这种模拟自然体系的策略对其他分子催化剂也很有价值。

Lisi Xie, et al, Water-Soluble Polymers with Appending Porphyrins as Bioinspired Catalysts for the Hydrogen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202003836

https://doi.org/10.1002/anie.202003836