中国海洋大学黄明华新发现：通过能带工程揭示非对称构型金属-有机框架OER中的火山趋势
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Unraveling volcano trend in OER of metal–organic frameworks with asymmetric configuration through energy band engineering
Zhou J.; Ren Z.; Qiao F.; Gai H.; Qiu S.; Zhang C.; Wang X.; Chen Z.; Jiang H.; Huang M.
Published：2024-09-15
DOI：10.1016/j.apcatb.2024.124089
研究背景
在当今社会，环境保护和可持续发展成为人们关注的焦点。然而，当前的研究领域存在一个问题：如何提高氧气进化反应（OER）的效率，以更有效地利用资源和保护环境呢？
研究内容
最近一项研究发现，通过对金属有机框架（MOFs）进行非对称结构设计，可以有效调控氧气进化反应的活性。该研究采用了能带工程的方法，建立了非对称电子结构与反应中间体吸附/脱附能力之间的关联。通过有意识地合成具有不同配位微环境的CoM-MOFs（M=Cu、Ni和Fe），成功定制了非对称的Co-O-M电子结构。研究揭示了计算OER过电位与活性Co位点和替代M的平均d-带中心（E<sub>d</sub>）能级之间呈现出火山形关系。其中，位于火山顶部附近的CoFe-MOF展示了平衡的反应中间体行为，从而提高了OER活性。这项工作为从能带工程的角度深入理解非对称电子结构与活性关系提供了一个有前途的方法，进一步指导高效MOF基OER催化剂的发现。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过能带工程的手段，成功揭示了非对称结构与活性之间的关系，为设计高效的MOF基OER催化剂提供了指导。这一成果有望推动环境保护和资源利用的进步，为未来的可持续发展提供更多可能性。
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