Nat. Commun.：团簇-纳米酶-辅酶系统模拟自然界光合成实现CO2还原
学术
2024-10-22 18:10
上海
自然界的光催化合成利用太阳能，以酶和辅酶催化的方式将水和大气气氛CO2转化为碳氢化合物，这促进发展人工光合成技术。但是发展不含贵金属的高效率光合成体系以及对功能结构理性设计构筑分子催化剂体系仍然具有非常大的困难和挑战。有鉴于此，安徽师范大学/中国科学技术大学熊宇杰教授、陆洲教授、利莫瑞克大学Mei-Yan Gao等报道将Cu6簇和Co-三卟啉组装构筑人工光催化体系，并且精确的将纳米酶和辅酶Q修饰在Cu6簇，能够模拟自然界光化学合成过程。要点1. 这种模拟生物体系能够高效率的将CO2还原为CO，产率达到740.7 μmol g-1 h-1，能够持续188 h。这个体系能够通过辅酶Q的电子存储作用，将光反应和暗反应解耦。通过调节辅酶Q的稳定性，暗反应的时间能够达到8.5 h。要点2. 构筑的人工光催化合成体系能够满足自然界的白天/黑夜循环。这项研究拓展了人工光催化剂的设计，重现了自然界光合成体系的复杂功能。Cui, X., Bai, H., Zhang, J.et al. A cluster-nanozyme-coenzyme system mimicking natural photosynthesis for CO2 reduction under intermittent light irradiation. Nat Commun 15, 9048 (2024)DOI: 10.1038/s41467-024-53377-0https://www.nature.com/articles/s41467-024-53377-0原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR
