近年来，分子催化剂因结构易于调控,且具有良好的催化活性而被广泛用于能源转化领域。通过改变取代基、配体及金属中心位点的种类可以调控其电子结构，从而优化电催化活性，这也有助于探讨结构-机理-催化活性三者之间的关系。这类催化剂因导电性较差等缺点导致其过电位较大，因此通过分子水平的调控优化催化剂的电催化性能显得尤为重要。此外，对于光敏性电催化剂，光照会对其金属中心的电子结构产生影响，这为探究这类催化剂光耦合电催化性能提供了可能性。

  鉴于此，彭天右教授团队设计合成了一系列基于卟啉和钳形配体的聚合物(CuPor-RuN₃，H₂Por-RuN₃和CuPor-N₃)，探究了金属中心对电催化析氢反应（HER）活性的影响。实验结果证明CuPor-RuN₃聚合物中Ru金属中心为主要的电催化HER活性位点，Cu和Ru双金属的引入增强了Cu中心到Ru催化活性位点的电子转移，提高了CuPor-RuN₃聚合物的电催化HER活性，其在10 mA cm^-2处的过电位为73 mV。利用CuPor-RuN₃聚合物的光敏性研究了光耦合电催化HER活性，结果表明在光照条件下其10 mA cm^-2处的过电位降至46 mV。同时，构建了以BiVO₄为光阳极和CuPor-RuN₃为光阴极的双电极光电化学池，该光电化学池具有良好的全水分解性能。

图 1. CuPor-RuN₃，H₂Por-RuN₃和CuPor-N₃聚合物的合成。

  该研究工作合成了具有光敏性的CuPor-RuN₃聚合物，通过分子水平的调控证实了Cu和Ru双金属中心的引入有利于增强CuPor-RuN₃聚合物的电催化HER性能，光照进一步增强了其电催化HER性能，为设计高活性的分子催化剂提供了新思路。

  以上相关成果发表在Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2021, 31, 202107290.)上。武汉大学化学与分子科学学院博士生王婷霞，硕士生郭璐璐和博士后江卓为该论文共同一作，通讯作者为武汉大学化学与分子科学学院彭天右教授和李仁杰副教授。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202107290