具有原子分散活性位点的多相金属大环（heterogenized metallomacrocycles）被认为是电催化CO2还原反应（CO2RR）的有希望的候选者，其中它们独特的异质界面与sp2碳和大环分子之间的相互作用很重要，但作用原理仍然不清。基于此，中科院福建物质结构研究所朱起龙研究员和马冬冬博士（共同通讯作者）等人报道了他们基于结构良好的具有相同官能团的酞菁镍和卟啉（MeNiPc和MeNiPp），系统地揭示了异质界面效应对催化性能的影响。在文中，作者首先设计并合成了两个金属大环，即具有相同官能团的Ni-酞菁和Ni-四苯基卟啉，分别固定在石墨烯（MeNiPc/G和MeNiPp/G）上，为系统地理解电化学CO2转化过程中异质界面效应与杂化金属大环催化活性之间的关系提供了一个理想的平台。与MeNiPp/G对应物相比，MeNiPc/G复合材料表现出卓越的电催化CO2RR性能，具有更高的选择性（CO的法拉第效率（FECO）约为99.4%）、更大的电流密度、更长的稳定性。透射电子显微镜（TEM）、UV-Vis和X射线光电子能谱（XPS）测量表明，它们的不同分子结构导致异质界面效应的区别。特别是，密度泛函理论（DFT）计算表明，MeNiPc/G优异的CO2RR活性归因于锚定在Ni-酞菁中心的Ni-N4位点的异质界面调制电子结构，以及优化的异质界面和界面调节的CO解吸诱导的电荷转移相互作用增强，有利于CO2RR动力学。此外，扩展研究证实了异质界面工程在提高催化性能方面的普遍性。New insight into heterointerfacial effect for heterogenized metallomacrocycle catalysts in executing electrocatalytic CO2 reduction. Appl. Catal. B Environ., 2022, DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121324.https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121324.
