【ACS Catal.】华中科技大学王春栋：金属有机框架中自旋态激活水氧化活性

本研究聚焦电解水制氢中析氧反应（OER）催化剂瓶颈，以金属有机框架（MOF）为基础，通过一步水热法合成Mn掺杂钴基催化剂CoMnFcMOF。研究背景是绿色氢能发展对高效OER催化剂的迫切需求。研究目的是通过Mn掺杂调控Co自旋态以提升催化性能。材料表征显示Mn掺杂使Co从高自旋态转为中自旋态，并引入氧缺陷。电化学测试表明CoMnFcMOF在10mA·cm⁻²电流密度下过电势仅207mV，且连续电解200小时保持稳定。DFT计算证实Mn掺杂降低O→OOH步骤能垒至0.84eV，加速反应动力学。结论表明自旋态工程可有效提升过渡金属催化剂性能，为电催化材料设计提供新范式。