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製備出負載型高密度金屬納米顆粒（NPs），對於提高其多相催化性能具有重要意義。其中，金屬有機骨架（MOFs）的熱轉化已被證明是合成高金屬負載量的負載金屬NPs的一種有前途的方法，但實現金屬均勻分散是一個挑戰。

基於此，華南理工大學李映偉教授和陳立宇教授（共同通訊作者）等人報道了一種「空間隔離和摻雜錨定」的策略，通過將塊狀MOF轉化為含雙雜原子的花狀MOF薄片（B/N-MOF-S），以抵抗MOF熱解過程中的金屬聚集。

該方法可以在空間上隔離金屬離子，增加錨定位點數量，從而有效地構建物理和/或化學屏障，協同防止金屬NPs在高溫轉化過程中聚集。在1000 °C熱分解後，B/N-MOFs共摻雜碳負載Co NPs（Co/BNC）具有均勻的分散性和37.3 wt.%的高Co負載，而未摻雜的MOFs產得尺寸更大、分布不均勻的Co NPs。

實驗測試發現，所得Co/BNC在析氫反應（HER）和肼氧化反應（HzOR）中均表現出良好的電催化活性。

此外，採用Co/BNC作為正極和負極材料的雙電極整體肼裂解電解液僅需0.617 V的電壓即可實現100 mA·cm-2的高電流密度。實驗結果和理論計算表明，具有大量暴露活性位點的小Co NPs的良好分散性和具有高本徵活性的Co中心的缺電子狀態有助於Co/BNC實現優異HER和HzOR性能。

Resisting metal aggregation in pyrolysis of MOFs towards highdensity metal nanocatalysts for efficient hydrazine assisted hydrogen production. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4777-5.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-4777-5.

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摘 要

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