CO 2到化学品的光驱动转化为化石燃料提供了一种可持续的替代品,但均质系统通常受到不同氧化还原半反应之间的交叉反应和低效电荷分离的限制。在此,我们展示了两亲性光敏剂和催化剂对的生物启发开发,它们在脂质膜中自组装以克服这些限制并实现光催化 CO 2使用无贵金属催化剂还原脂质体。使用抗坏血酸钠作为牺牲电子源,与水溶性非烷基化对应物相比,膜锚定烷基化钴卟啉表现出更高的催化 CO 产量(1456 对 312 周转)和选择性(77% 对 11%)。时间分辨和稳态光谱表明,自组装通过使染料中的电荷分离态寿命增加多达两个数量级,同时允许向催化剂的电子转移速度提高 9 倍,从而促进了这种性能增强。烷基化 Co 卟啉催化剂的光谱电化学和密度泛函理论计算支持四电子充电机制,该机制在催化之前激活催化剂以及关键的催化中间体。