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鐵卟啉(FeTPP)CO2電催化還原(CO2ECR)催化劑

時(shí)間:2021-8-10閱讀:2682
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鐵卟啉(FeTPP)CO2電催化還原(CO2ECR)催化劑

鐵卟啉是*的CO2電催化還原(CO2ECR)催化劑之一。而四芳基卟啉的合成多功能性決定了它們在金屬中心的配位范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)某些的功能,例如在酶系統(tǒng)的活性部位復(fù)制輔因子的功能,直接參與斷裂和成鍵的氨基酸。重要的是,通過鄰接質(zhì)子中繼或陽離子基團(tuán),實(shí)現(xiàn)了CO2ECR速率的重要突破,從而使鐵卟啉催化劑的反應(yīng)模式增加了幾個(gè)數(shù)量級。

兩個(gè)具有兩個(gè)尿素功能的鐵卟啉配合物的阿托異構(gòu)體(atropisomers)(αα-FeTPP-Ur,αβ-FeTPP-Ur),作為多個(gè)氫鍵鑷子,以類似于一氧化碳脫氫酶(CODH)的方式鎖定與金屬結(jié)合的CO2。

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要點(diǎn)1. 與αβ-FeTPP-Ur相比,研究的卟啉平臺上具有兩個(gè)尿素基團(tuán)的αα-FeTPP-Ur提供了更強(qiáng)的結(jié)合親和力來拴住添加的CO2底物。然而,在低過電位時(shí),αβ-FeTPP-Ur的電催化活性優(yōu)于其同系物,是已報(bào)道的高周轉(zhuǎn)頻率之一。


要點(diǎn)2. 在αα-FeTPP-Ur中觀察到的較強(qiáng)的H/D 動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)(KIE)表明,質(zhì)子輸送存在一個(gè)緊密的水氫鍵網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)會因外源酸源的加入而被。而具有較小αβ-FeTPP-Ur的H/D KIE和加入強(qiáng)酸后電催化性能的與質(zhì)子自由進(jìn)入尿素臂另一側(cè)的結(jié)合CO2有關(guān)。

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