近日,蘇州大學鄧昭教授和彭揚教授以及澳大利亞阿德萊德大學焦研教授等人基于膨脹和氟化的卟啉結構(空間和配位幾何形狀不同),選擇了三種模型雙中心銅配合物,以揭示它們在催化電化學 CO2 還原反應中的結構-性能-性能相關性。實驗和理論證明具有較高分子內張力和配位不對稱性的配合物表現出較低的電化學穩定性,因此表現出更活躍的銅中心,可以在電解過程中被還原形成銅簇,并伴有部分還原或破碎的配體。作者證明了 Cu 簇和部分還原的含氧六氫卟啉配體的混合結構在將 CO2 轉化為醇方面非常有效,產物乙醇和正丁醇法拉第效率分別高達32.5%和18.3%,這是很少報道的。更重要的是,作者揭示了無機相和有機相之間的相互作用以協同生產醇,其中的中間體通過有限的空間穩定以提供額外的 O-Cu 鍵合。本研究強調了利用結構依賴性電化學特性來引導 CO2 還原途徑,以及通過構建有機/無機 Cu 雜化物來靶向醇合成的潛在通用策略。
Yang, B., Chen, L., Xue, S. et al. Electrocatalytic CO2 reduction to alcohols by modulating the molecular geometry and Cu coordination in bicentric copper complexes. Nat Commun 13, 5122 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32740-z