將分子催化劑固定在固體載體上可以將均相催化的可調性與多相催化的實用性結合起來。對于二氧化碳還原等光電化學過程，半導體載體還可以充當光吸收劑，將電子（或空穴）轉移到分子催化劑，但需要更容易表征、更耐用且具有更高重現性的載體在催化作用中。
近日，耶魯大學Nilay Hazari，James M. Mayer報道了含有共價固定分子Re催化劑的高表面積p型多孔Si光電陰極對CO2光電化學轉化為CO具有高選擇性。
文章要點
1）在-1.7 V電勢下，CO的法拉第效率高達90%（相對于二茂鐵/二茂鐵）在含有苯酚的乙腈溶液中在1個太陽光照下。與黑暗中類似的n型多孔硅陰極相比，光電壓約為300 mV。利用對優化反應條件下CO2還原為CO的平衡電位的估計，光電解在較小的過電位下進行，循環伏安圖中的電催化作用在適度的欠電位下發生。
2）與將相同的Re催化劑附著在平面硅片上產生的光電極相比，多孔硅光電極對于CO的產生更加穩定和選擇性更高。此外，使用透射模式FTIR光譜法可以輕松表征多孔硅基光電極，從而實現高度可重復的催化性能。
參考文獻
Xiaofan Jia, et al, Photoelectrochemical CO2 Reduction to CO Enabled by a Molecular Catalyst Attached to High-Surface-Area Porous Silicon, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10837
