综述：基于Ni-MOF的光催化水分解制氢技术的最新进展：成就、挑战与未来展望

《ChemistrySelect》：Recent Advances in Ni-MOF-Based Photocatalytic Water Splitting for Hydrogen Production: Progresses, Challenges, and Perspectives

氢能作为清洁能源载体，其高效制备技术备受关注。镍基金属有机框架（Ni-MOFs）因结构可调、高比表面积及光吸收基团与活性金属中心结合优势，成为光催化水分解新方向。本文系统评述Ni-MOFs催化剂的设计策略（连接基团修饰、异质结工程、共催化剂集成）、作用机制（能带排列调控、载流子动力学优化）及性能瓶颈（稳定性不足、规模化受限），提出通过理论-实验结合提升光载流子分离效率与表面反应活性，推动Ni-MOFs在可持续氢能经济中的实际应用。

　　

摘要

随着全球能源需求的增长和环境危机的加剧，人们需要碳中性的能源解决方案。氢作为一种能源载体具有很大的吸引力，因为它具有较高的比能量密度和清洁的燃烧特性。传统的氢生产方法（如蒸汽重整和电解）受到对化石燃料的依赖、高能耗以及二氧化碳排放的限制。然而，光催化（PC）水分解提供了一种可持续的、由太阳能驱动的替代方案，但这一技术仍受到高效、稳定且在地壳中丰富的催化剂稀缺性的制约。金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）作为一种新型催化剂近年来备受关注，因为它们具有结构可调性、较大的表面积，并且能够将光吸收单元与催化活性金属中心相结合。特别是基于镍的金属有机框架（Ni-MOFs），既具备镍丰富的资源和氧化还原活性，又具有高度可定制的配位环境，为调节能带结构、增强电荷分离和促进表面反应性提供了独特的机会。通过连接基团的改性、异质结构设计以及共催化剂的引入，可以进一步提高Ni-MOFs基催化剂的性能。因此，本文系统评估了Ni-MOFs基催化剂在氢生产中的设计策略、作用机制及其性能，重点关注了能带对齐、载流子动力学、稳定性以及可扩展性等方面。作者结合理论和实验研究，指出了未来开发Ni-MOFs作为下一代光催化剂以实现可持续氢经济的发展方向。

图形摘要

本文对Ni-MOFs基催化剂在氢生产中的设计策略和性能进行了全面评估，并重点讨论了其能带对齐、载流子动力学、稳定性及可扩展性等关键因素对其光催化性能的影响。同时，也强调了Ni-MOFs作为下一代光催化剂在可持续氢经济中的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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