应力作用被广泛应用于二维材料、金属材料、金属配合物等的物理化学性质调控。然而，应力的作用原理及失效机制在分子催化领域仍不清晰。理解应力调控在分子催化领域中的普适性及局限性，对合理构建分子界面结构具有重要的科学意义。

分子催化剂明确的活性位点有利于反应机理研究，构建构-效关系。因此，目前已经发展了一些针对性策略，通过分子结构的精准调控来优化分子催化剂的性能。在电极制备过程，分子催化剂往往与导电碳材混合制成浆料。然而，分子催化剂仅约1-2纳米，导致分子在混合物中的形态难以确认。构建明确的分子界面结构将有助于厘清界面微观结构对催化活性的影响规律。

香港城市大学叶汝全教授团队等通过物理或化学设计精准控制催化剂分子构型，以钴/铁酞菁分子为例，揭示了二氧化碳电化学还原（CO₂RR）中电子传输效率及产物选择性的调控重点。研究表明：分子催化剂的单分散程度是提高电子传输效率的重要因素，而原子尺度的构型调控是决定产物选择性的关键。根据分子的本征活性特性，应力可能有利于关键中间产物的吸附，提高多电子还原能力；亦可能造成活性位点的毒化，导致催化活性的降低。

当四氨基酞菁钴分子在碳管上单分散且产生应力时，二氧化碳至甲醇法拉第效率最高（52%），比单分散平行/垂直构型分子在-0.95 V下甲醇选择性提高2.5倍；甲醇转换效率也在此构型下达到最佳。调控分子在碳管上的含量也对性能有重要影响，在应用中寻找最佳比例将有利于获得高价值甲醇产物。当分子在碳管上团聚时，仅有极少量分子在催化过程中发挥作用，分子的堆叠致使导电性变差和电子传输效率降低，不利于二氧化碳还原的进行。

拉曼、紫外光谱、同步辐射及X射线光电子能谱等结构表征证明了分子负载在碳管上的不同界面构型，解释了弯曲构型下催化剂电子结构、中心钴价态及Co-N键长的变化，从原子层面阐释构型对电子传输效率的影响；原位红外实验结果展示了二氧化碳电化学还原过程中催化剂表面中间体*CO的吸脱附行为变化，从微观层面讨论构型对二氧化碳还原产物选择性的影响。

值得注意的是，同种构型对不同分子有可能展现出截然不同的效果。酞菁铁对*CO的吸附比酞菁钴更强，因而弯曲构型下，酞菁铁分子会由于毒化导致一氧化碳转换效率下降。原位红外和理论计算结果均与实验现象相符合。

该工作讨论了导电性及界面构型在分子催化剂的二氧化碳还原应用中的重要作用，提出单分散和优化分子构型能够调节催化性能。碳管能够作为诱导分子发生构型变化的媒介，而构型的变化又能进一步影响电化学催化反应的进程。