图：Pc的分子结构Pcs在电催化领域的应用最早可以追溯到1964年，Jasinski首次采用CoPc作为燃料电池阴极电催化剂。他的开创性工作证明了CoPc在碱性电解质中对分子氧的电化学还原具有很高的活性。随后，研究人员采用不同的碳材料(如炭黑、活性炭)作为导电载体，制备了用于酸性ORR的Pc-C复合电催化剂。碳载体的引入不仅改善了Pc物种的分散，而且促进了电子转移，从而增强了ORR过程。进一步的研究发现，在惰性气体气氛中进行高温热处理被认为是提高Pc基电催化剂稳定性的一种方法，从而为Pcs的实际应用提供了一条途径。迄今为止，FePc和CoPc基的配合物是研究最广泛、用于ORR的金属酞菁(MPcs)配合物，其较高的催化活性使其成为铂基催化剂的最有希望的替代品。除了ORR，基于Pc的材料的使用逐渐扩展到其他电催化过程，包括二氧化碳还原反应(CO2RR)和水分解(包括析氧反应OER和析氢反应HER)。例如，Meshitsuka等早在1974年就证明了MPcs在CO2RR中的应用。图：过去二十年有关“酞菁”和“电催化”主题的年度出版物数量和引文次数在ISI Web of Science数据库中以“酞菁”和“电催化”为关键词进行快速搜索，可以很容易地发现基于Pc的电催化剂的报道、研究热度持续上升。关于Pcs电催化的文章数量持续增长，预计到2021年将超过200本。而且，不断增加的引文数量无疑表明了Pcs在电催化领域的重要性和吸引力。
成果介绍
北京化工大学王峰教授、张正平副教授等人综述了Pcs的结构和组成、Pcs及其类似物的合成方法，以及Pcs多相电催化剂的应用。根据不同电化学反应机理，作者提出了用于电催化ORR、CO2RR、OER和HER的Pc基材料的优化策略。此外，作者还讨论了不同的Pc材料和基于Pc的电催化剂的结构/组成-催化活性关系，以确定未来的实际应用。最后，他们讨论了分子Pc及其衍生物作为电催化剂应用的机遇与挑战。相关工作以《Recent advances in electrocatalysis with phthalocyanines》为题在《Chemical Society Reviews》上发表论文。
