MOF在电催化产氧反应中的活性目前越来越受到关注，除了其较高的催化性能，关于其结构-活性之间的关系（特别是活性位点）仍未得到很好的理解，有鉴于此，国家纳米科学中心唐智勇、中国科学院高能物理研究所董俊才、哈工大刘绍琴等报道了Ni_0.5Co_0.5-MOF-74催化剂在OER反应过程中通过现场X射线吸收光谱学进行分析，通过高分辨TEM进行分析。作者发现Ni_0.5Co_0.5-MOF-74材料在OER过程中原位生成较高缺陷和较高化学价，是催化剂较高OER性能的原因。当材料中Ni、Co的比例改变时，催化剂中原位生成的活性物种组成结构、电子结构会发生变化，因此催化活性得以调控。当组成为Ni_0.9Fe_0.1-MOF时，电催化性能在10 mA cm^-2和20 mA cm^-2中过电势分别为198 mV和231 mV。

本文要点：

（1）

在NiCo-MOF-74催化剂的OER反应过程中，经历了两步和电压相关的结构重组过程，其中催化性能较高的氧缺陷结构（V_o^..-Ni_0.5Co_0.5OOH_0.75）是来源于Ni_0.5Co_0.5(OH)₂通过Jahn-Teller效应转变得到，当将电压除去催化剂暴露于空气气氛中，发现羟基氧化物（oxyhydroxide）（催化状态，catalytic）会变为氢氧化物（催化前态，pre-catalytic），再变为本来的NiCo-MOF-74结构（本来状态，resting）。该现象和目前相关报道的无机钙钛矿、金属氧化物、Prussian蓝类似物、金属-有机配合物、ZIF结构中有所区别。

（2）

通过对催化剂中Ni、Co比例调控，能够对催化活性和电催化所需电压都进行调节。该研究为OER活性和催化剂结构之间建立了关系，同时为开发新型结构催化剂提供经验和指导。

参考文献

Shenlong Zhao et. al. Structural transformation of highly active metal–organic framework electrocatalysts during the oxygen evolution reaction, Nature Energy 2020

DOI：10.1038/s41560-020-00709-1

https://doi.org/10.1038/s41560-020-00709-1