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非常规冶金团队胡觉教授在析氧催化剂稳定性调控研究方面取得显著进展，相关成果以“Controlled Reconstruction of MOF via Enhanced C–O Bonding for Oxygen Evolution”为题发表于材料科学领域权威学术期刊《Advanced Functional Materials》，为析氧催化剂重构研究和高稳定性调控奠定了基础。
在析氧反应（OER）过程中，金属有机框架（MOF）催化剂常常发生动态的表面重构，涉及金属物种的溶解与重组、活性位点的演变以及结构转变等过程，从而提升催化剂的OER性能。然而，这一重构过程的动态性和不可控性也是其主要缺点：它通常会导致原始MOF晶体骨架发生不可逆的断裂并失去长程有序性，最终导致催化剂快速失活和性能下降，严重损害了MOF基催化剂的稳定性。因此，在动态重构过程中维持MOF的骨架完整性是一个极具挑战性的研究方向。
鉴于此，昆明理工大学胡觉教授团队提出了一种配体工程策略，以解决MOF在电催化重构过程中关键的结构不稳定性问题。通过在MIL-53骨架中引入不同官能团（–NO2、–NH2、–Cl），阐明了–NO2基团对MOF骨架独特的稳定作用。性能评估表明，MIL-53-NO2在10 mA cm⁻2电流密度下具有227 mV的超低过电位，展现出相比商业IrO2（335 mV）显著的性能优势，同时即使在5000 mA cm⁻2的超高电流密度下仍能保持优异的电化学耐久性。DFT计算进一步揭示，–NO2的引入促进了C 2p与O 2p轨道之间的电子重叠，从而缩短了C–O键长并增强了键能，从而加固了MOF结构并防止其在动态OER过程中发生结构坍塌，这使得MOF骨架在OER过程中具有更高的结构完整性。本工作证实，配体工程策略能够通过稳定的C–O键实现可控的结构重构，同时活化Fe活性位点。这为设计高效且耐用的MOF基析氧电催化剂提供了一种通用、可推广的范式，从而解决了限制MOF催化剂在电催化能源转化中实际应用的一个关键瓶颈问题。
昆明理工大学为论文的第一单位，澳门娱乐城
胡觉教授为论文的通讯作者；硕士研究生宋璎航为第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、云南省杰出青年项目和云岭学者项目的支持。
论文链接：//doi.org/ 10.1002/adfm.75224
