金属卟啉活性位点嵌入锆基MOF增强CO2光还原合成气选择性

来自国内的研究人员通过将金属卟啉(M-Salen)活性位点嵌入锆基MOF(NKM-908)，开发了一种新型光催化剂，实现了CO2和H2O高效选择性转化为合成气。该催化剂展现出1.92 mmol g-1 h-1的CO产率和1.52 mmol g-1 h-1的H2产率，CO/H2比例达1.3/1，为清洁能源生产提供了新思路。

　　

这项突破性研究巧妙地将金属卟啉(M-Salen)活性位点嫁接到锆基金属有机框架(Zr-MOF)中，就像在分子筛里安装了微型"光合工厂"。研究人员设计了一系列含羧基的M-Salen(包括单核Co、双核Co₂、单核Cu和双核Cu₂)，通过取代Zr₆簇上的末端配体-OH^-/H₂O，成功构建出高效光催化体系。

特别有趣的是，单核钴卟啉(Co-Salen)展现出比双核版本更强的CO₂捕获和活化能力，就像分子级别的"CO₂捕手"。机理研究表明，这种设计不仅加速了光生电荷转移，还显著降低了*CO脱附这一限速步骤的能垒。最终获得的Co-NKM-908催化剂，在模拟太阳光下表现出色：每小时每克催化剂能生产1.92毫摩尔的CO和1.52毫摩尔的H₂，恰好形成化工行业最需要的1.3:1合成气比例。

这项工作为人工光合作用提供了新思路，通过精准调控分子级别的活性位点，实现了将温室气体CO₂变废为宝的绿色转化。这种"分子工程"策略可能会启发更多高效光催化剂的设计。