EurJIC：羟基作为质子传递基团影响电催化析氢反应

华南理工大学刘海洋教授团队报道了新型带有羟基苯基的金属钴咔咯配合物分子合成，并用于均相电催化析氢反应（HER），研究了其分别以有机酸与水分子作为质子源时的电催化析氢性能，并提出了可能的催化反应路径。

电催化水分解制氢（HER）作为可持续的清洁能源转化方式已经成为解决能源危机及环境问题的重要途径。以过渡金属HER催化剂替代传统的低丰度、高成本的贵金属催化剂成为了当下的研究热点。因此，探索催化剂分子结构与功能关系对开发新型高效的催化材料和提高电催化HER的效率具有理论指导意义。

通过调变分子的电子效应及结构效应等策略，利用配合物催化剂中引入吸电子基团和质子传递基团有利于提高电催化析氢反应活性这一特点，华南理工大学刘海洋教授团队设计合成含有五氟苯基和羟基苯基的三种同分异构的钴咔咯配合物分子（1-3），以不同pK_a的有机酸与水分子作为质子源测试其电催化析氢性能，实验结果均表明三种钴咔咯配合物具有良好的电催化HER活性和稳定性，并且带有邻羟基苯基的配合物1显示出最高的电催化HER活性。以对甲苯磺酸（TsOH）作为质子源时，邻羟基苯基的配合物1的TOF_max和催化效率（C.E）分别可达318.68 s^-1和1.13；以水为质子源时，TON_max可达到1447.39。基于电化学分析，提出了不同测试环境中三种钴咔咯配合物的催化反应路径；同时，由于配合物1上的羟基作为质子传递基团更靠近配位金属钴中心，促进了分子内质子转移，从而提高了钴咔咯配合物电催化HER活性。

该研究工作证明了取代基位置对钴咔咯配合物电催化HER活性的影响，即配合物周边羟基可作为质子传递基团促进电催化析氢反应，该工作为设计低成本、高活性的分子电催化剂提供了新的思路。

论文信息

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*

文章的第一作者是华南理工大学硕士生吕周艳

European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202200755