MOF基单原子催化剂在水分解制氢领域的研究进展
何雨桐 , 李涵希 , 范晓燕 , 于美慧 , 张冀杰
高等学校化学学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (03) : 1 -16.
MOF基单原子催化剂在水分解制氢领域的研究进展
何雨桐 , 李涵希 , 范晓燕 , 于美慧 , 张冀杰
高等学校化学学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (03) : 1 -16.
MOF基单原子催化剂在水分解制氢领域的研究进展
Research Progress of MOF-SACs in Water Splitting for Hydrogen Evolution Reaction
光催化水分解制氢和电催化水分解制氢是未来绿氢经济的关键技术, 但低成本、 高效且稳定的催化剂的开发仍是亟待解决的核心问题. 单原子催化剂凭借独特的电子结构和极致的原子利用率, 在催化领域展现出了巨大应用潜力. 金属有机框架材料(MOFs)具备超高比表面积、 可调变的孔隙结构及丰富的活性位点等特点, 是理想的单原子(SACs)锚定载体; 而其独特的热解特性, 又可作为SACs构筑前驱体. MOFs与单原子的复合体系(MOF-SACs)充分利用两者的协同效应, 能够显著提升催化制氢活性. 本文综合评述了近年来此类复合催化剂在光催化/电催化水分解领域的应用和研究进展, 总结了复合材料提升催化活性的策略和方法, 并对MOF-SACs催化剂的未来发展方向和研究热点进行了展望.
The hydrogen evolution reaction（HER） from photocatalytic and electrocatalytic water splitting is a pivotal technology of future green hydrogen economy， but the synthesis of low cost， high efficiency catalysts with high stability remains a critical scientific challenge to be addressed for both. Single-atom catalysts（SACs） are regarded as one of the most promising catalysts due to their unique electronic structure and maximum atomic utilization. The metal-organic framework materials（MOFs） are ideal single atoms carriers due to ultra-high specific surface area， tunable porous nanostructure， and abundant active sites， serving as SACs synthesis precursors owing to their unique pyrolysis characteristics. The composite system of MOFs and single atom catalysts（MOF-SACs） can take full advantage of the synergistic effect， thus improving the hydrogen evolution catalytic activity significantly. In this review， the recent applications and research progress of MOF-SACs in photocatalytic and electrocatalytic water splitting for hydrogen production progress are introduced， while the strategies for enhancing the catalytic activity are summarized. Moreover， the future research hotspots and trends are outlined， which can provide novel design models for HER catalysts.
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