与氧相关的电催化，包括用于氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的电催化，在绿色能源相关技术中起着核心作用。合理制备有效的氧电催化剂是开发与氧有关的能源装置，如燃料电池和可充电金属-空气电池的关键。金属有机骨架材料作为一种非贵金属氧电催化剂，由于其成分和微观结构的可调而受到人们的广泛关注。已经开发出各种策略来制造基于MOF的电催化剂并调节其活性位点，例如杂金属掺杂，缺陷工程，形貌调整、异质结构构建和杂交。

有鉴于此，加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士、华南师范大学王新副教授、吉林师范大学李海波教授和冯明教授等人，通过关注针对活性位点的各种调制策略，综述了近年来MOF基电催化剂的研究进展。讨论了用于合成各种MOF基氧电催化剂的合成方法，随后讨论了提高性能所需的潜在工程机制，最后讨论了一些阻碍其实际应用的现有挑战，并展望了其可能的未来。

本文要点

1）综述了近年来基于MOF的氧电催化纳米结构的研究进展，包括原始的MOFs和MOF衍生物。对于原始MOFs的合成，最受欢迎的策略是在溶剂中自下而上地制造金属离子和有机配体。此外，根据研究人员的设计，还开发了一些更巧妙的策略来构建独特的MOFs，如牺牲模板法、电化学剥离策略等。MOF衍生物主要包括单原子基材料和金属簇/颗粒基材料。对于单原子基MOFs衍生物，可以通过直接煅烧含有适量靶金属离子的MOFs，或利用MOF衍生的碳基体作为金属原子捕获器锚定单原子金属位点来获得。对于MOFs衍生的金属团簇/颗粒基材料，最著名的策略可能是直接煅烧MOFs前驱体和一些添加剂，以获得各种金属物种/碳复合材料。一些功能材料(如碳布、聚合物)也可用于进一步提高电催化性能。此外，还开发了MOF的其他一些后处理策略，例如水热处理以获得金属氢氧化物。

2）本文主要讨论了各种基于MOF的氧电催化剂对活性位点的调制策略，以及电催化活性的可能促进机制，现总结如下。i) 引入次级金属离子以调节活性位点的电子环境，从而增强了固有的电催化活性。ii) 诱导原始MOF的缺陷以破坏周期性结构，从而改变活性位点周围的电子结构，例如诱导晶格应变。iii) 优化基于单原子的MOFs衍生物中金属位点的配位条件，以调节活性位点周围的电子环境，如改变Fe和N之间的配位数，形成FeNx (x = 1-5); iv）电催化剂的微观结构优化，以促进电催化过程并最大化其功能，例如在电催化剂内部构建3D大孔，以促进质量传输并暴露活性位点；v）与功能材料集成以克服其固有的缺点，例如将MOF与石墨烯集成以促进电荷转移过程。

参考文献：

Zhaoqiang Li et al. Modulating Metal–Organic Frameworks as Advanced Oxygen Electrocatalysts. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202003291

https://doi.org/10.1002/aenm.202003291