南信大唐雨佳副教授与华南师大兰亚乾教授课题组综述：设计合成金属-有机框架电解水催化剂

当前，日益严重的能源危机和碳排放问题促使开发可再生、可持续的新能源成为迫切需要。作为一种清洁能源，氢气有望在不久的将来取代传统化石燃料。电催化分解水是一种能够有效地将电能转化为氢气的新型技术。但电解水反应存在较大的动力学能垒，需要引入高效的电催化剂降低过电位，从而促进水分解析氢（HER）和析氧（OER）反应的进行。金属-有机框架（MOFs）材料在各个领域得到了广泛的关注。值得注意的是，MOFs被广泛用作电解水催化剂，这是因为它们具有以下优势：多孔结构、形貌多样性、金属节点可调控、配体可修饰等。

近日，南京信息工程大学唐雨佳副教授和华南师范大学兰亚乾教授课题组在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Rational design and synthesis of advanced metal-organic frameworks for electrocatalytic water splitting”的综述文章，对近年来MOFs用作水分解电催化剂的研究进程和最新进展进行了总结。

本文中，作者先从四个角度详细讨论了MOFs 电解水催化剂的设计理念，包括结构的可调控性、MOFs维度的可调节性、金属节点/配体的可修饰性以及结构的可重构性。着重介绍了三种经典的MOFs电催化剂的合成方法，包括水/溶剂热法、剥离法和基底沉积法。作者进一步将MOFs分为以下六类：纯MOFs晶体、混金属MOFs、MOFs纳米片、导电MOFs、基底生长MOFs和多酸基MOFs，并对其优缺点以及代表性工作做了详细阐述。最后，作者对MOFs电解水催化剂作了总结和展望，提出了诸如成本较高、导电性较差、结构相对不稳定等阻碍商业化的问题和挑战，为未来高效MOFs电催化剂的开发提供了方向。

详见：Yu-Jia Tang & Ya-Qian Lan. Rational design and synthesis of advanced metal-organic frameworks for electrocatalytic water splitting. Sci. China Chem. 2023. https://doi.org/10.1007/s11426-022-1448-8.

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【通讯作者简介】

唐雨佳 南京信息工程大学副教授、硕士生导师。2018年获得无机化学博士学位，师从兰亚乾教授。2018-2020年在新加坡南洋理工大学机械与航空航天工程学院从事博士后研究（合作导师：Prof. Zhou Kun）。主要研究方向是基于多酸或多酸基金属-有机骨架的纳米复合材料的制备及电催化性质研究。

兰亚乾 华南师范大学化学学院教授，博导。兰亚乾教授课题组自2012年底成立以来，主要以团簇化学和配位化学为研究导向，设计合成结构新颖且稳定的晶态材料用于光、电、化学能等相关清洁能源领域的转化与应用。研究内容涉及多酸（POMs）、金属有机团簇（MOCs）、金属有机框架（MOFs）以及共价有机骨架材料（COFs）的合成与应用。目前，课题组已在光电催化领域包括水裂解反应，CO₂还原、氧还原反应（ORR）以及质子导电和固态电解质材料方面等取得一系列重要进展。

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