太阳能燃料生产、水分解和通过阳光辅助催化反应还原二氧化碳，这些都是有吸引力的、环境可持续的能源生产方法。由于光催化材料的能带结构、电导率、比表面积、孔隙率、催化活性、稳定性等许多不同的参数决定了光催化反应，单一的光催化材料往往不能满足所有的要求。杂化可以弥补两种或两种以上组分材料的局限性，是一种可行的解决方案。特别是与金属有机框架(MOFs)的杂化，在拓扑结构、表面积、孔隙率、形态、能带结构、导电性和组成方面具有出色的可控性，使各种高性能光催化剂的随需应变设计成为可能。此外，由MOF衍生材料形成的杂化材料继承了MOF的独特优点，为杂化光催化剂提供了进一步的多样化。

有鉴于此，首尔国立大学Ho Won Jang教授和高丽大学Jong‐Heun Lee等人，讨论了用于太阳能燃料生产的基于MOF的混合光催化剂的合理设计。综述了基于MOF的多种杂化材料的合成策略、确定光催化和光电化学反应的关键物理化学参数以及协同提高太阳能燃料生产的机理。此外，还讨论了挑战和未来展望。

本文要点

1）太阳能生产是解决能源和环境问题的可持续解决方案，但需要合理设计许多参数，例如光敏材料的能带结构，电子传导，催化活性，形貌，生产选择性和水稳定性。MOF是设计混合光催化剂的理想平台，可以弥补单一光催化材料的局限性，因为它们具有许多不可替代的优势，例如异常高的表面积和孔隙率，多样的拓扑结构，高结晶度，金属和有机连接基的后合成修饰，能力固定纳米级助催化剂和组成可调性。

2）此外，通过MOF衍生的合成来形成新的杂交体，可以收获许多MOF继承的优点，而这是其他传统方法无法实现的。最近的研究证实了基于MOF的杂化光催化剂具有显着的协同作用，但在提高MOF杂化光催化剂的电导率和稳定性方面还需要进一步的研究。

总之，MOFs及其衍生材料的化学多样性和结构可调性为合理设计基于MOF的杂化催化剂提供合理的解决方案，从而为实用，高效地生产太阳能燃料提供了新的机遇。

参考文献：

Ji‐Won Yoon et al. MOF‐Based Hybrids for Solar Fuel Production. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202003052

https://doi.org/10.1002/aenm.202003052