酞菁(Pcs)在电催化中的应用——包括氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO₂RR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)——近年来引起了广泛关注。虽然Pcs及其衍生物在结构上与天然卟啉配合物有关，但它们具有成本低、合成方便、化学稳定性好等优点，因此在电催化方面比其他大环更有吸引力。此外，它们的高可定制性和结构多样性意味着 Pcs 在电化学设备中具有巨大的应用潜力。

有鉴于此，北京化工大学王峰教授和张正平副教授等人，综述了Pcs 的结构和组成，Pcs 及其类似物的合成方法，以及基于 Pc 的多相电催化剂的应用。

本文要点

1）基于不同电化学反应的机理，提出了用于电催化 ORR、CO₂RR、OER 和 HER 的 Pc基材料的优化策略。还讨论了不同 Pc材料和 Pc基电催化剂的结构/组成-催化活性关系，以确定未来的实际应用。最后，讨论了使用分子 Pcs 和 Pc衍生物作为电催化剂的未来机遇和挑战。

2）一系列具有良好电化学性能的MPcs及其衍生物被用作ORR、CO₂RR、OER和HER的电催化剂。它们的低配位M-N₄位点和金属-氮-碳结构使得非贵金属位点比传统的大块/纳米贵金属电催化剂表现出更好的活性。不同的分子结构(包括中心金属和Pc大环、Pc支持杂化体和Pc衍生材料)对电催化性能的影响已经被广泛研究。一般而言，选择合适的载体和热处理是提高分子pc电导率和稳定性的最有效策略，从而提高电催化性能。

3）对 Pcs 及其衍生物的研究在以下领域提供了具有挑战性的研究机会：(1) 精确的分子结构对 Pc 分子的物理和化学性质的影响；(2) Pc基电催化剂的载体效应；(3) 热解过程中活性与稳定性成反比的问题；(4) (4)从高比活性扩展到高活性电催化表面。

参考文献：

Shaoxuan Yang et al. Recent advances in electrocatalysis with phthalocyanines. Chem. Soc. Rev., 2021.

DOI: 10.1039/D0CS01605E

https://doi.org/10.1039/D0CS01605E