Cu/NH₂双修饰MIL-125压电光催化剂

产氢速率同类第一

通过引入氨基和铜离子增强MOF极性，并在超声振动下进一步放大压电场，显著促进载流子分离，实现压电与光催化耦合的高效产氢。

Hu, Haijun · Li, Xiaoning · Zhang, Kailai · Yan, Ge · Weixiang, Kong · Anqi, Qin · Ma, Yali · 李爱森 · 王凯 · 黄洪伟 · 孙晓东 · Ma, Tianyi

Advanced Materials 2025

参数信息

压电系数 d33

26.21 pm/V

偶极矩

25.99 D

产氢速率

≈2884.2 µmol·g⁻¹·h⁻¹

产氢速率

≈2884.2 µmol·g⁻¹·h⁻¹

技术优势

压电系数提升15倍

氨基和铜离子双重修饰把MOF的压电系数从1.69 pm/V提高到26.21 pm/V，说明分子偶极被有效放大，为后续压电场提供基础。

偶极矩提高近4倍

偶极矩从6.60 D增加到25.99 D，说明极性中心被显著增强，压电响应潜力的来源更明确。

压电光催化产氢速率同类第一

Cu-NH₂-MIL-125在压电光催化耦合下产氢速率达到≈2884.2 µmol·g⁻¹·h⁻¹，在所有已报道的MOF基压电光催化剂中排名第一。

比母体产氢高近10倍

在相同条件下，Cu-NH₂-MIL-125的产氢速率是未修饰MIL-125的9.92倍，修饰带来的提升非常直接。

应用场景

• 光催化产氢：用可见光把水直接裂解成氢气，无需贵金属助催化剂，适合可再生能源制氢。
• 析氢：在超声辅助下把光生电子更快转移到表面产氢，减少电子-空穴复合。
• 氢能全产业链：可作为上游制氢环节的高活性光催化剂，为下游储运和用氢提供绿氢来源。
• 压电材料：通过结构修饰把MOF转变成压电体，利用机械振动产生的电场驱动载流子分离。
• MOF催化剂：保留MOF高比表面积的同时引入压电和催化活性位点，提高单位质量产氢效率。