華南理工大學(xué)劉海洋教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了新型帶有羥基苯基的金屬鈷咔咯配合物分子合成，并用于均相電催化析氫反應(yīng)（HER），研究了其分別以有機(jī)酸與水分子作為質(zhì)子源時(shí)的電催化析氫性能，并提出了可能的催化反應(yīng)路徑。
電催化水分解制氫（HER）作為可持續(xù)的清潔能源轉(zhuǎn)化方式已經(jīng)成為解決能源危機(jī)及環(huán)境問(wèn)題的重要途徑。以過(guò)渡金屬HER催化劑替代傳統(tǒng)的低豐度、高成本的貴金屬催化劑成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。因此，探索催化劑分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系對(duì)開(kāi)發(fā)新型高效的催化材料和提高電催化HER的效率具有理論指導(dǎo)意義。 通過(guò)調(diào)變分子的電子效應(yīng)及結(jié)構(gòu)效應(yīng)等策略，利用配合物催化劑中引入吸電子基團(tuán)和質(zhì)子傳遞基團(tuán)有利于提高電催化析氫反應(yīng)活性這一特點(diǎn)，華南理工大學(xué)劉海洋教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成含有五氟苯基和羥基苯基的三種同分異構(gòu)的鈷咔咯配合物分子（1-3），以不同pKa的有機(jī)酸與水分子作為質(zhì)子源測(cè)試其電催化析氫性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明三種鈷咔咯配合物具有良好的電催化HER活性和穩(wěn)定性，并且?guī)в朽徚u基苯基的配合物1顯示出最高的電催化HER活性。以對(duì)甲苯磺酸（TsOH）作為質(zhì)子源時(shí)，鄰羥基苯基的配合物1的TOFmax和催化效率（C.E）分別可達(dá)318.68 s-1和1.13；以水為質(zhì)子源時(shí)，TONmax可達(dá)到1447.39?；陔娀瘜W(xué)分析，提出了不同測(cè)試環(huán)境中三種鈷咔咯配合物的催化反應(yīng)路徑；同時(shí)，由于配合物1上的羥基作為質(zhì)子傳遞基團(tuán)更靠近配位金屬鈷中心，促進(jìn)了分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移，從而提高了鈷咔咯配合物電催化HER活性。 該研究工作證明了取代基位置對(duì)鈷咔咯配合物電催化HER活性的影響，即配合物周邊羥基可作為質(zhì)子傳遞基團(tuán)促進(jìn)電催化析氫反應(yīng)，該工作為設(shè)計(jì)低成本、高活性的分子電催化劑提供了新的思路。 論文信息 Electrocatalytic Hydrogen Evolution of the Cobalt Triaryl Corroles Bearing Hydroxyl Groups Zhou-Yan Lv, Gang Yang, Bao-Ping Ren, Zheng-Yan Liu, Hao Zhang, Li-Ping Si*, Hai-Yang Liu*, Chi-Kwong Chang* 文章的第一作者是華南理工大學(xué)碩士生呂周艷 European Journal of Inorganic Chemistry DOI: 10.1002/ejic.202200755
