IF 20.3！源自金属有机框架的单原子配位结构工程及其电催化应用

本文精选

金属有机框架(MOFs)因其高比表面积、可调节的孔径和配体结构而日益受到关注，成为合成单原子催化剂(SACs)的潜在前驱体。尽管在合成MOFs衍生的单原子催化剂用于电催化方面已投入大量努力，但仍缺乏支配其本征电催化性能的基本调控原理。本综述系统总结了各种MOFs衍生单原子催化剂的最新进展。全面分析了中心金属原子、配位原子、局部环境、形貌与其相应的电催化性能(包括活性、选择性和稳定性)之间的关联性。此外，总结了先进表征技术以阐明MOFs衍生单原子催化剂的配体构型。最后，提出了MOFs衍生单原子催化剂的主要挑战和未来研究方向。本综述为设计具有良好限域配位结构的MOFs衍生单原子催化剂提供了全面的理解和更新的信息。

创新点：

1.建立了中心金属-配位环境-催化性能的构效关系，深入阐述了配位结构对催化性能的影响规律

2.系统总结了MOFs衍生单原子催化剂的设计策略和制备方法，为材料合成提供了理论指导

3.提出了配位结构精准调控的新思路，实现了材料性能的定向优化

4.结合先进表征技术，揭示了配位环境的微观结构特征，为理解催化机理提供了新视角

科研启发：

1.材料设计应注重结构与性能的关联性研究，通过深入理解构效关系来指导材料优化

2.多尺度表征方法的综合运用对于揭示材料本质特性具有重要意义

3.在研究过程中应重视基础科学问题的探索，建立普适性的材料设计原则

4.跨学科研究思维的重要性，将材料科学、催化化学和表征技术等领域有机结合

5.通过系统性研究建立材料设计的理论框架，指导实验优化和性能提升

思路延伸：

1.探索新型配位结构的构建策略，如引入多金属中心、构建异质结构等

2.研究配位环境对电子结构的调控机制，建立精确的理论模型

3.开发原位表征技术，实时监测催化过程中的结构演变

4.将配位结构工程拓展到其他类型的催化反应，如光催化、热催化等

5.研究MOFs衍生材料在能源转化和环境治理等领域的应用潜力

6.探索配位结构的动态调控策略，实现催化性能的智能响应

7.发展新型表征手段，提高对配位结构的表征精度和分辨率

Coordination structure engineering of single atoms derived from MOFs for Electrocatalysis

Coord. Chem. Rev. (IF 20.3)

Pub Date  : 2024-10-22

DOI : 10.1016/j.ccr.2024.216281

Min Song, Qian Zhang, Guanyu Luo, Hanyu Hu, Deli Wang

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