第一作者：Mingjin Cui

通訊作者：竇世學(xué)，崔銘錦，Yu Ding

通訊單位：上海理工大學(xué)，南京大學(xué)

竇世學(xué)，澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士、國(guó)際電子技術(shù)科學(xué)院院士、新能源和超導(dǎo)材料與技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>新能源和超導(dǎo)材料與技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>上海理工大學(xué)能源材料科學(xué)研究院院長(zhǎng)、教授。1998年獲得澳大利亞新南威爾士大學(xué)科學(xué)博士學(xué)位?；2021年獲評(píng)為《澳大利亞研究雜志》澳洲納米材料科學(xué)、材料工程及電化學(xué)三學(xué)科領(lǐng)域世界領(lǐng)軍科學(xué)家；2022年9月全職加盟上海理工大學(xué)；2023年6月任上海理工大學(xué)能源材料科學(xué)研究院院長(zhǎng)。竇世學(xué)主要從事納米結(jié)構(gòu)材料與納米科學(xué)、超導(dǎo)與電子材料、儲(chǔ)能與電池材料、快速離子導(dǎo)體等方面的研究。

（來(lái)源：https://baike.baidu.com/item/%E7%AA%A6%E4%B8%96%E5%AD%A6/62008650?fr=ge_ala）

崔銘錦，崔銘錦，畢業(yè)于南京大學(xué)和美國(guó)馬里蘭大學(xué)。獲上海市高層次人才引進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目。主要研究方向是能源催化材料先進(jìn)制造，至今以第一作者或通訊作者在Sci. Adv., Adv. Energy Mater. Nano Lett. Nano Energy, ACS Nano 等國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊以及專(zhuān)著14篇，

上海市高層次人才引進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目啟動(dòng)基金，2024-2026，主持（在研）

江蘇省科技廳自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目，2023-2026，主持（在研）

江蘇省教育廳自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，2023-2026，主持（在研）

有機(jī)電子與信息顯示國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任基金，2023-2024，主持（在研）

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)青年科學(xué)家項(xiàng)目，2022-2026，骨干（在研）

（來(lái)源：http://ndxy.usst.edu.cn/2021/1227/c16060a318194/page.htm）

論文速覽

本文綜述了金屬-有機(jī)框架（MOFs）衍生的多金屬納米材料在氧相關(guān)電催化中的應(yīng)用，包括在氧還原反應(yīng)（ORR）、析氧反應(yīng)（OER）以及金屬-空氣電池中的雙功能效應(yīng)。MOFs作為合成多金屬納米材料的平臺(tái)，展現(xiàn)了其在調(diào)控材料的多孔性、金屬分布、組成、穩(wěn)定性和催化功能方面的優(yōu)勢(shì)。

本綜述詳細(xì)討論了多種合成策略，如多金屬占據(jù)的金屬節(jié)點(diǎn)策略、后合成離子交換策略、多步種子介導(dǎo)生長(zhǎng)方法、客體物種封裝策略和多金屬擴(kuò)散策略，這些策略共同促進(jìn)了對(duì)產(chǎn)物納米材料的組成和形態(tài)的精確控制。此外，文中還探討了提高M(jìn)OF衍生材料電導(dǎo)率、活性位點(diǎn)可及性以及MOF高熵結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展等挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

圖文導(dǎo)讀

圖1：在Ni泡沫基底上原位生長(zhǎng)的四金屬FeCoMnNi-MOF-74的示意圖和表征圖，突出了MOF結(jié)構(gòu)的特定模式和金屬元素的均勻分布。

圖2：二維高熵MOF（包含Ni, Co, Fe, Zn, Mo）陣列的合成過(guò)程和電極的表征圖像，揭示了材料的均勻金屬分布和高比表面積特性。

圖3：PBA納米立方體前體合成多孔空心納米立方體MOF催化劑的過(guò)程，以及不同MOF形態(tài)的表征圖像，展示了MOF的多孔結(jié)構(gòu)和形態(tài)多樣性。

圖4：離子交換技術(shù)制備Fe-Co-N-C-900和Ni-MOF@Fe-MOF混合納米片的過(guò)程，突出了MOF通道中的金屬分布和結(jié)構(gòu)完整性。

圖5：種子介導(dǎo)生長(zhǎng)方法得到的CoFe₂O₄@CuO微籠和CoMo@空心N摻雜碳多面體的合成過(guò)程和表征圖像，強(qiáng)調(diào)了核殼結(jié)構(gòu)和高比表面積對(duì)催化性能的影響。

圖6：MOFs封裝金屬物種制備多金屬納米材料的方法，包括CuNi@MIL-101。

圖7：球磨法合成高熵材料HE-ZIF的過(guò)程，以及通過(guò)表征圖像確認(rèn)了Zn, Co, Ni, Cu, 和Cd在HE-ZIF中均勻隨機(jī)分布的特征。

總結(jié)展望

本文綜述了MOF衍生的多金屬納米材料在氧相關(guān)電催化中的研究進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)了MOFs在調(diào)控材料結(jié)構(gòu)和性能方面的優(yōu)勢(shì)，并探討了多種合成策略在構(gòu)建多金屬納米材料中的應(yīng)用。

盡管在提高電導(dǎo)率、活性位點(diǎn)可及性以及擴(kuò)展MOF高熵結(jié)構(gòu)方面存在挑戰(zhàn)，但MOF衍生材料在提升能源轉(zhuǎn)換效率和耐久性方面展現(xiàn)出巨大潛力。未來(lái)的研究將繼續(xù)集中在解決這些挑戰(zhàn)上，以實(shí)現(xiàn)MOF基氧電催化劑的實(shí)際應(yīng)用，并推動(dòng)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Deriving multi-metal nanomaterials on metal–organic framework platforms for oxygen electrocatalysis

期刊：Energy & Environmental Science

DOI：10.1039/d3ee04513g