加州大学戴维斯分校Louise A Berben等发现了一种通过分子催化方法提高氢转移PT（proton transfer）速率的方法，通过氢转移接力对次级配位环境进行控制，总反应速率实现了多个数量级的提升。与之相比，常见的异相电催化剂中通过Volmer作用机理促进氢转移过程。Berben等发现含有多重Co-Co化学键的[Co₁₃C₂(CO)₂₄]^4-催化剂产生了非常高的PT作用，达到2.3×10⁹ M^-1 s^-1的质子传输速率，该速率可以归结到扩散控制过程。作者认为这种有效改善的电子传输/氢传输过程是通过[Co₁₃C₂(CO)₂₄]^4-中离域性的电子结构导致的。作者在电化学表征实验中发现，[Co₁₃C₂(CO)₂₄]^4-的电子传输动力学过程和富勒烯等非常类似。

本文要点：

（1）

作者发现[Co₁₃C₂(CO)₂₄]^4-上有多个能进行氢化反应的位点，因此提高了质子传输反应的动力学过程，并且在这种分子中质子会发生接力过程并起到类似异相催化剂的作用，在生成H₂的过程中包括两步氢转移反应，其中首步氢转移反应过程中的反应动力学常数作者拟合为2.3×10⁹ M^-1 s^-1，该项发现为开发含有金属-氢化学键的异相催化剂体系提供了经验和范例。

参考文献

Cody R Carr, Atefeh Taheri, and Louise A Berben*

Fast Proton Transfer and Hydrogen Evolution Reactivity Mediated by [Co₁₃C₂(CO)₂₄]^4-, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.0c04034

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04034