利用多相分子催化剂电解和太阳能将CO₂还原为CO是生产关键化工原料以及减少CO₂排放的有效策略。

近日，英国剑桥大学Erwin Reisner报道了一种分子钴酞菁催化剂，其含有四个膦酸锚定基团（CoPcP），可以锚定在介孔金属氧化物电极上，包括mesoITO和mesoTiO₂。

文章要点

1）实验结果显示，以mesoTiO₂为载体的CoPcP杂化电极（mesoTiO₂|CoPcP）在近中性pH（7.3）的电解质水溶液中，以−1.09 V控制电位（相比于标准氢电极）电解2 h，CO的周转数（TON_CO）为1949±5。此外，原位UV−可见光谱电化学研究揭示了一种催化机理，该机理涉及CO₂与双还原催化剂的非限速结合。

2）研究人员将mesoTiO₂|CoPcP组件与p型硅（Si）光电极的集成在一起，构建了一个基准无贵金属分子光电阴极，其在全水条件下，TON_CO为939±132，对CO（CO/H2=1.9）的选择性为66%。此外，研究人员将CoPcP的电催化和光电化学（PEC）活性与目前最先进的合成催化剂和酶催化CO2还原催化剂进行了比较，突出了CoPcP的优异性能及其适用于串联PEC器件的集成。

参考文献

Souvik Roy, et al, Electrocatalytic and Solar-Driven Reduction of Aqueous CO₂ with Molecular Cobalt Phthalocyanine−Metal Oxide Hybrid Materials, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c04744

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04744