CO的配位键怎么形成的（管上催碳”缓解温室效应）

英国童话故事《三只小熊》中的金发姑娘Goldilock，因误入熊屋而引发了一段奇妙的经历。现实中，对于温度的选择也有着类似的原则，那就是既不过热也不过冷，恰好合适的“金发姑娘原则”。在全球温室效应加剧的背景下，科学家们遵循这一原则，致力于寻找转化二氧化碳（CO2）的高效催化剂。

最近，南方科技大学材料科学与工程系教授梁永晔团队与耶鲁大学化学系副教授王海梁团队合作，成功实现了CO2到甲醇的高效转化。他们利用固定在碳纳米管（CNT）管壁上的分子催化剂酞菁钴（CoPc），实现了突破性的成果。这项研究已经在《自然》杂志上发表，获得了广泛的关注。

这项研究的背后，是燃烧化石燃料产生的CO2对温室效应的影响日益严重。将CO2电还原为甲醇等燃料是一种可持续发展的潜在途径。在这一过程中，电催化剂起着关键作用。现有的电催化剂在转化效率和经济效益方面仍存在不足。

梁永晔团队的研究发现，催化过程中也存在“金发姑娘原则”。如果催化剂的CO结合能力适中，就能使CO保持与催化位点的结合，从而实现深度还原反应。经过研究，他们发现CoPc分子的4个Co-N配位键结构可以很好地稳定中间的钴，使得其不易失去活性。早在上世纪80年代，CoPc就被发现具有催化CO2到CO的电还原能力。在此基础上，团队创新地将CoPc分子分散在碳纳米管管壁上，形成独特的结构，大大提高了电催化性能。这种结构解决了分子催化剂分散的问题，使得CoPc分子在不的情况下表现出较高的催化性能。尽管成果显著，但距离实际应用仍有一段距离。要达到工业应用的要求，还需要进一步提高催化效率和电流密度。同时还需要深入研究反应机理，优化催化剂设计。科学家们对此充满信心并充满期待。未来他们将继续努力探索更高效、更稳定的催化剂体系为应对全球气候变化做出更大的贡献。