MOF为开发催化剂提供更多机会和可能，尤其是为M-N-C结构设计多孔结构，为ORR反应提供结构确定的催化活性位点。

有鉴于此，斯坦福大学Thomas F. Jaramillo、Michaela Burke Stevens、Michal Bajdich报道通过理论计算模型与电化学测试结合，研究双重催化活性位点的MOF电子结构和几何结构对ORR催化活性和稳定性的影响。

主要内容

（1）

构筑了含有两个M1以胺作为连接分子，与修饰酞菁的M2金属连接的MOF，其中M1/M2=Co, Ni, Cu。在构筑的9种MOF中，发现Ni-Co MOF表现最优异的性能。理论计算结果说明Co位点作为主要位点，M2位点起到更重要作用，而且M1的相互作用对ORR反应活性的影响。反应选择性测试结果显示M1位点尤其是Co作为M1位点，表现最低的选择性（<4 %），Ni具有最高的两电子还原选择性（>46 %），这个结果与理论计算结果相符合。

（2）

通过原位稳定性表征、溶解的金属离子、碱性稳定性计算，验证说明Co具有最高的稳定性，M1位点Cu的稳定性最低。这项研究结果说明原子之间的电子结构和几何结构耦合情况影响ORR催化活性，这项研究为设计和调控MOF材料体系并且迈向实用电化学提供帮助。

参考文献

Lingze Wei, Md Delowar Hossain, Gan Chen, Gaurav A. Kamat, Melissa E. Kreider, Junjie Chen, Katherine Yan, Zhenan Bao, Michal Bajdich*, Michaela Burke Stevens*, and Thomas F. Jaramillo*, Tuning Two-Dimensional Phthalocyanine Dual Site Metal–Organic Framework Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02229

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02229