将仿生孵化技术与超分子光催化相结合，以实现超越传统酶的米氏（Michaelis）二氧化碳还原反应

《Nature Communications》：Merging bioinspired incubation with supramolecular photocatalysis for Michaelis CO2 reduction beyond enzymes

　　

摘要

通过光还原将二氧化碳转化为化学品和燃料为实现可持续和碳中和的未来提供了一条有前景的途径，但光敏活性物种的浓度较低以及相关的反应动力学较慢限制了能量转化效率。本文提出了一种受生物启发的预处理方法：使用光催化剂对人工辅因子1,3-二甲基-2-苯基-2,3-二氢苯并咪唑（BIH）进行预处理，从而在Fe^III-卟啉改性的胶囊中富集活性物种。将Ir(ppy)₃与BIH预先共孵育后，会产生较高浓度的阴离子Ir^II(ppy)₃物种，这些物种被引入到阳离子胶囊中，使得CO₂能够被高效地转化为CO。该光催化系统的转化次数达到180,000次，转化频率为165?s^?1，与目前已报道的最有效的CO₂转化为CO的光催化系统及典型的CO₂还原酶相当。这种伪酶促转化过程同时实现了亚胺的分子内环状脱氢和CO₂的还原。本文展示了在温和条件下促进高能障碍光催化反应的可能性。