将捕获的大气二氧化碳转化为增值化学品是一个重要的化学挑战。在CO2的2H⁺/2e⁻还原反应中，贵金属和铜基多相催化剂得到了广泛的研究。同时均相催化剂也得到了广泛研究，典型的包括铼(I)二亚胺配合物和金属卟啉。这其中一个关键的问题是，开发可规模化的，具有良好的选择性和能量效率的分子电催化剂，以满足全球能源需求。

近日，加拿大西蒙弗雷泽大学Jeffrey J. Warren报道了将5-(2-羟基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉钴（CoTPOH）滴注膜用于水溶液中电催化CO₂转化为CO。

文章要点

1）循环伏安（CV）实验表明，氧化还原特征与在接近CO₂/CO热力学电位时形成Co^III-CO中间体相一致，然后在进一步的1-电子还原时释放出CO。CV分析和受控电势电解实验表明，CoTPOH可以在施加0.2 V的过电位下以50％的法拉第效率催化CO₂还原为CO。在施加超过0.5 V的过电位时，电解24 h内观察到稳定的催化电流密度超过0.2 mA/cm²，CO的法拉第效率为92％。

2）在相同的电化学条件下，CoTPOH与母体Co(II)(5，10，15，20-四苯基卟啉)的行为不同。结果表明，在极小的过电位条件下，可实现CO₂的还原和活化，而Co(III)在低电位时是限制产生CO的因素。研究机理为CO₂还原电催化剂的设计和实现提供了可供选择的途径。

Soumalya Sinha, et al, Low Overpotential CO₂ Activation by a Graphite-Adsorbed Cobalt Porphyrin, ACS Catal, 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c01367

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01367