光/電催化還原CO2制備高附加值化學品是解決環境問題和能源危機最有前景的策略。由于卟啉COF具有可見光吸收性能，可調控的光學性質和電子性質，獨特的活性位點，能夠進行后修飾處理，并且具有優異的穩定性，因此卟啉COF是具有吸引力的CO2還原的光/電催化劑。
有鑒于此，北京科技大學姜建壯教授、王康教授等綜述報道卟啉COF在光電催化還原CO2領域的相關進展。
本文要點：
（1）
首先對卟啉COF的設計原理、催化活性、反應機理進行總結。此外，從基礎研究和應用場景角度，討論目前卟啉COF在光電催化還原CO2領域面臨的挑戰和發展前景。
（2）
這篇綜述包括的部分涵蓋了卟啉COF的設計與合成、卟啉COF材料的應用（光催化CO2RR、電催化CO2RR）、總結與展望。面臨的挑戰包括：由于對稱性的緣故，卟啉COF的拓撲結構局限于hcb, pcb, flu, bcu, scu, pts, qzd, sql, soc, mcm, stp, she, sqc。由于CO2吸附在光電催化反應中起到關鍵作用，因此需要增加活性位點附近的CO2濃度。調控活性位點的配位環境，增強傳質，設計異質結構，對骨架結構進行功能修飾能夠增強CO2吸附。另外需要精確調節催化位點的微環境，提高均勻分散的豐富金屬活性位點。COF的價格以及使用的合成原料是卟啉COF商業化面臨的挑戰。傳統的水熱合成方法耗時且需要惰性氣氛，因此發展步驟更少或者電化學、超聲、微波、球磨、攪拌等低溫合成方法非常必要。并且，需要利用成本更低且環境友好的原料，使得成本更低且更加環保。
合成卟啉COF的特定形貌，包括大面積的2D薄膜、各向異性、合適厚度、自支撐3D反蛋白石結構，構筑多級結構和增強傳質/電荷傳輸性能。卟啉COF材料的本征導電性較低，阻礙了載流子的擴散能力，并且影響了CO2還原的催化活性。構筑導電性更高的卟啉COF對于光催化/電催化還原CO2的性能，構筑具有豐富自由電子的全共軛結構非常有用。
對于催化劑，長期催化穩定性是考慮的關鍵因素。卟啉COF在使用時通常面臨許多挑戰，包括結構損壞，活性位點減少，擴散性限制，孔道堵塞，這些問題導致難以讓人滿意的長期穩定性。開發穩健的配體或者修飾不穩定的配體有助于改善卟啉COF的結構穩定性。設計復合結構能夠起到協同作用改善工業化需要的長期穩定性。
參考文獻
Dr. Tingting Sun, Zhi Wang, Yuhui Wang, Qingmei Xu, Prof.?Dr. Kang Wang, Prof.?Dr. Jianzhuang Jiang, Porphyrin-Based Covalent Organic Frameworks for CO2 Photo/Electro-Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202422814
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202422814
