铜铁异双金属氧还原催化剂

高效四电子还原

首个非血红素铜铁异双金属配合物，选择性将氧气还原为水，性能远超同核类似物。

张涛 · Xie, Fei · 郭华 · 萧遥 · 章名田

Angewandte Chemie - International Edition 2023

参数信息

转换频率

2.4 × 10³ s⁻¹

选择性

96.0 %

技术优势

选择性高

在 Et₃NH⁺ 存在下，氧气还原为水的选择性达 96.0%，避免了过氧化氢副产物。

效率远超同核类似物

转换频率 2.4 × 10³ s⁻¹，比同条件下的 CuCu-OAc（2.7 s⁻¹）高出近三个数量级，而 FeFe-OAc 无活性。

独特的 O-O 键断裂机制

CuFe 中心通过 CuII(μ-η¹:η²-O₂)FeIII 过氧中间体高效介导 O-O 键断裂，促进四电子还原。

应用场景

• 氧还原电催化：替代贵金属 ORR 催化剂，降低燃料电池成本。
• 燃料电池阴极催化剂：提供高效稳定的非铂阴极材料，提升电池性能。
• 人工金属酶模拟：模拟细胞色素 c 氧化酶活性中心，实现仿生催化。
• 仿生催化材料：为设计新型仿生氧还原催化剂提供异双金属协同策略。