曹睿张学鹏Angew：三乙醇胺作为CO2络绎剂改进FeTPP的CO2电催化复原

　　将二氧化碳（CO2）分子运送到催化剂位点是二氧化碳复原反响（CO2RR）的重要过程。在开发高效催化剂方面取得了成果，但很少有人致力于改进解决方案中的CO2运送。

　　陕西师范大学曹睿/张学鹏报告了运用铁四苯基卟啉（FeTPP）作为催化剂和三乙醇胺作为CO2络绎剂的电催化CO2到CO的转化。与乙醇比较，三乙醇胺的电催化CO2RR电流添加了三倍多。三乙醇胺能够终究靠其三端醇和胺单元之间的协作有效地捕获CO2，构成两性离子烷基碳酸酯。这种烷基碳酸酯在与FeTPP相互作用时能够开释结合的CO2分子，在Fe位点活化。除了络绎CO2外，烷基碳酸酯还能够给我们供给质子来协助碳氧键开裂。相关作业以“Improving Electrocatalytic CO2 Reduction over Iron Tetraphenylporphyrin with Triethanolamine as a CO2 Shuttle”为题宣布在世界闻名期刊Angewandte Chemie International Edition上。

　　要害1. 作者报告了运用1作为CO2络绎剂，在DMF顶用FeTPP增强电催化CO2RR。进一步证明1能结合CO2分子构成两性离子烷基碳酸酯。

　　要害2. 作者经过规划一系列1的结构类似物，确认了三足醇单元和1的胺单元之间捕获二氧化碳的要害协作。试验和理论研究标明，这种生成的烷基碳酸酯能够在与FeTPP相互作用时开释结合的CO2，在Fe位点活化。

　　这项作业关于证明1在经过预活化和络绎CO2分子增强电催化CO2RR中的要害作用具有极端重大意义。

　　图1.（a）FeTPP的分子结构。（b）FeTPP与1、乙醇以及乙醇和三乙胺的混合物（Et3N）的典型CO2RR活性。

　　图2.（a）0.5 mM FeTPP在氩气下的CV。（b）随1浓度添加，0.5 mM FeTPP在CO2下的LSVs。插图：分子结构1。（c）0.5 mM FeTPP在含有130 mM 1的氩气和CO2下的LSVs。（d）不同浓度的FeTPP在含有100 mM 1的CO2下的LSVs。插图：催化峰电流与FeTPP浓度的联系图。条件：DMF、0.1 M Bu4NPF6，20℃。

　　图5.（a）CO2与1和4结合的相对自由能外表的概括。（b）IRI等值面（等值=1.3 a.u）表明1-IM1或1-IM3与FeTPP的Fe0方式之间的非共价招引。缔合能以kcal/mol表明，赤色表明范德华引力，绿色表明氢键相互作用，蓝色表明静电相互作用。（c）Fe0位点CO2结合过程中的过渡态（自由能垒，单位为kcal/mol）。（d）C-O键开裂的过渡态（自由能垒，单位为kcal/mol）。