电催化作为一种​​高效的能量储存和转化技术，为解决化石燃料消耗造成的能源枯竭和环境污染等现有问题开辟了一条新的途径。金属有机框架(MOFs)是一类具有高比表面积、高孔隙率和可设计结构的结晶多孔材料，作为新型电催化剂显示出巨大的潜力。然而，MOFs固有的低导电性和低稳定性极大地阻碍了其在电催化领域的进一步应用。

如何设计合成高稳定性和导电性的MOFs材料，调控MOFs电催化反应中间体的能量和活性物种的吸附强度是提高电催化性能的关键。基于上述思路，近年来新报道了大量基于MOFs的电催化剂。因此，有必要及时总结最新进展。李等。在IndustrialChemistry&Materials上发表了他们的评论。

南开大学教授庞建东说：“开发高效、绿色和低成本的金属有机骨架(MOFs)电催化剂对于解决化石燃料消耗造成的现有能源枯竭和环境污染问题至关重要。”.

“在这篇综述中，我们系统总结了MOFs材料在电催化析氢反应(HER)、氢氧化反应(HOR)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)和氮还原反应中的应用研究进展根据单金属MOF、双金属MOF、基于MOF的复合材料和MOF作为载体的类别，反应(NRR)，从而揭示结构-性能关系。”

“还总结了提高MOFs基电催化材料的稳定性和导电性的策略。我们还展望了MOFs在电催化中面临的机遇和挑战，并列出了需要探索和解决的问题。”

作为一种新型结晶多孔材料，MOF以其各种可预测和可设计的结构、高表面积、客体可及的空隙和易于功能化的通道而闻名。MOFs材料目前广泛用于不同的电催化反应，包括HER、HOR、ORR和OER。

这些反应是以下设备或电池的核心：金属空气电池、可再生燃料电池、电解水制氢设备和其他重要的电化学能量转换设备。此外，将氮电催化还原为氨在能量转换领域也显示出有吸引力的应用。

尽管上述电催化反应具有许多独特的优点，但必须仔细考虑它们的成本才能实现商业化。因此，从效率和成本的角度设计绿色、低能耗、高稳定性的MOFs电催化剂是必要且紧迫的。

“合成具有可预测结构和高稳定性的MOFs一直是MOFs研究领域的重要目标。指导配体和金属设计的明确策略将有助于开发新型功能化MOFs，并为各种应用提供全新的参考。领域，”庞说。

“使用相同的反应物合成可能会导致MOFs具有不同的拓扑结构和性质，反应时间、方法和合成温度也会影响MOFs的晶体结构、形貌和孔隙环境，进而影响MOFs的性能。材料。MOF基电催化剂的合成有两个常见的调整方向，即调整MOFs的尺寸和调制MOFs的电导率。”

“此外，基于金属离子和配体的多样性，可以选择特定的金属中心和含有特定有机官能团的配体，设计和合成在催化环境下具有高稳定性的MOF，并应用于电催化研究。使MOF具有高稳定性方面，研究人员一般选择使用羧酸盐配体(硬路易斯碱)和高价金属离子(硬路易斯酸，如Al3+、Cr3+、Fe3+、Ti4+和Zr4+)或偶氮基配体(软路易斯碱)和低价过渡金属离子(软路易斯酸，例如Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+)基于硬软酸碱(HSAB)理论。所设计的MOF具有高稳定性，将大大提高其电催化性能，”南开大学教授卜先和说。

庞说，为未来的电催化设计优化MOFs材料仍有很大的空间。将具有催化活性的配体(如卟啉)掺入MOFs中，通过调节孔隙环境和孔隙结构来调节催化效果是提高电催化性能的有效策略。此外，利用双核金属团簇/离子来优化金属中心的电子结构和表面状态，形成具有双金属活性位点的MOFs也是一种可行的策略。

为了最大限度地发挥MOF的优势，还建议使用MOF作为负载金属纳米粒子或金属单原子的载体，以及将MOF与无机活性材料复合。

“在这篇综述中，我们的主要目标是为读者及时准确地更新该领域的最新研究进展和电催化性能增强策略，同时对该领域的未来发展提供展望，”卜说。