电催化二氧化碳还原（CO₂RR）是将CO₂转化成高附加值产品的有效方法。目前，文献中报道了许多有关催化剂性能调控的工作，比如，在分子催化剂中引入氢键和静电作用来稳定反应中间体、促进质子和电子转移、以及构建双核金属催化体系等。然而，底物分子CO₂在溶液中的传输也是影响电催化CO₂RR效率的另一重要因素。CO₂分子在有机相溶液中的溶解度有限，因此，增加CO₂溶解度以及快速将CO₂分子运输至催化位点至关重要。

四苯基铁卟啉（FeTPP）作为优异的分子催化剂可以高效、高选择性地电催化CO₂还原生成CO。基于此，陕西师范大学曹睿教授团队以FeTPP为催化剂，通过在反应体系中加入三乙醇胺，显著提升了电催化CO₂RR效率，系统研究并阐明了三乙醇胺作为CO₂ shuttle促进电催化CO₂RR的作用机制。

通过实验探究发现，三乙醇胺可以有效结合CO₂分子，并且其独特的三脚架结构在结合并活化CO₂过程中发挥了关键作用。结合理论计算结果，进一步证实了三乙醇胺是良好的CO₂搬运工：三乙醇胺可以迅速与CO₂结合并进一步在催化中心释放出CO₂，从而有效提升催化剂周围CO₂浓度；另一方面，三乙醇胺与CO₂的结合产物碳酸氢酯具有更高的酸性，有利于作为质子源促进C−O键断裂，从而进一步提升了FeTPP电催化CO₂RR的活性。

该工作明确了在有机溶液中引入CO₂ shuttle的策略对促进电催化CO₂RR反应的重要意义。这种分子shuttle策略对于促进其它小分子（如氢气和氧气）活化也很有价值。

Improving Electrocatalytic CO₂ Reduction over Iron Tetraphenylporphyrin with Triethanolamine as a CO₂ Shuttle

Zhiyuan Yin, Mengchun Zhang, Yuchi Long, Dr. Haitao Lei, Dr. Xialiang Li, Dr. Xue-Peng Zhang, Prof. Dr. Wei Zhang, Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, Prof. Dr. Rui Cao

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202500154